7.8. Graphics Designer – графический редактор
Этот редактор предназначен для создания мнемосхем. Он содержит богатую библиотеку стандартных графических объектов, библиотеку Windows-компонентов – кнопок, списков и т.д., а также библиотеку сложных WinCC-объектов – полей вывода параметров, рисунков, создаваемых пользователем и т.д.
Для каждого объекта определен набор свойств, которые могут меняться во время выполнения приложения. В качестве примера можно привести следующие свойства: положение на экране, длина, ширина, шрифт, цвет шрифта, процент заполнения, цвет заполнения, мигание, частота мигания и т.д. Также для объекта определен набор событий, на которые этот объект может реагировать во время выполнения приложения.
Graphics Designer поддерживает технологию OLE 2.0, что позволяет встраивать в мнемосхемы компоненты ActiveX, разработанные пользователем.
7.9. Дополнительные опции WinCC
Для облегчения задач выполнения WinCC-проектов WinCC постоянно пополняется новыми опциями. Для версии WinCC 4.02 этот список состоит из следующих основных опций:
Split Screen Manager – позволяет быстро создать шаблон WinCC-приложения для просмотра экранов WinCC-клиентов, подключенных к системе;
Alarm Logging Wizard – программа для проектирования структуры строки сообщений, а также звуковых сигналов при выводе того или иного типа сообщений;
Picture hierarchy – эта программа предлагает удобный просмотр картинок (созданных в Graphics Designer) в виде структуры «дерево»;
Life beat Monitoring – позволяет следить за состоянием соединений всех ПЛК, подключенных к системе;
Tag Editor – программа используется для связи тегов с программой создания трендов в режиме исполнения;
Time synchronization – программа синхронизации времени, обеспечивает формирование сообщений в одинаковом хронологическом порядке для всей системы;
Chip Card – программа для поддержки авторизованного доступа к ресурсам WinCC с помощью пластиковых карт;
Storage – программа, позволяющая перемещать данные, накопленные в долговременных архивах на другие накопители, а также удалять устаревшие данные с указанием времени или в зависимости от процента заполнения диска.
7.10 Заключение
WinCC – мощная современная SCADA-система, модульная и открытая. В России выполнено и находится в реализации несколько WinCC-проектов. Самыми крупными из них являются система управления дизель генератором аэропорта «Самара», АСУТП Волжской ГЭС и Самарской ТЭЦ.
Лекция 8. SCADA-система TRACE MODE
Рассматриваемые вопросы:
Введение.
Единая линия программирования.
Разработка сетевого комплекса как единого проекта.
Автопостроение.
Разработка графического интерфейса.
Распределенная многоуровневая АСУТП на базе ТРЕЙС МОУД.
Единое сетевое время.
8.1. Введение
TRACE MODE 5.04 для Windows NT – это российский SCADA-продукт, разработанный фирмой AdAstra Ltd. С его помощью можно не только разрабатывать распределенные АРМ операторов технологического процесса, но и запрограммировать контроллеры, а также связать АСУТП с корпоративной информационной системой предприятия и глобальной сетью Internet.
TRACE MODE основана на DCOM - базовой 32-разрядной технологии корпорации Microsoft, положенной в основу всех ее современных продуктов, начиная от Windows NT и кончая Office2000. Взаимодействие между компонентами TRACE MODE в Internet также осуществляется через DCOM с использованием основных стандартов Internet/Intranet (например, TCP/IP, HTML и т.д.).
Система разработки TRACE MODE содержит ряд новых технологий проектирования АСУТП, отличающих ее от других SCADA-систем. Среди них следующие:
Обеспечение единых инструментальных средств (единой линии программирования) как для разработки операторских станций, так и для программирования контроллеров;
Разработка распределенной АСУТП как единого проекта;
Технология автопостроения проекта.
Рассмотрим эти технологии подробнее.
8.2. Единая линия программирования
Традиционно SCADA-системы понимались как инструмент разработки программного обеспечения для рабочих мест диспетчеров, т.е. для верхнего уровня АСУТП.
Программирование промышленных контроллеров или интеллектуальных датчиков производилось иными программными средствами или специальными программаторами, поставляемыми с оборудованием. После появления и массового распространения IBM PC-совместимых контроллеров появилась возможность унифицировать программное обеспечение для операторских станций и промышленных контроллеров.
Эта возможность реализована в системе TRACE MODE 4.20, в которую введены функции программирования контроллеров и выпущена специальная исполнительная система для контроллеров – Микро МРВ.
В новой версии TRACE MODE 5.04 технология сквозного программирования была усовершенствована. Наибольшие изменения коснулись средств разработки. Были разработаны язык схем на функциональных блоках (Техно FBD) и язык инструкций (Техно IL), которые являются языками визуального программирования и включают более 150 элементарных и библиотечных функций. Среди встроенных алгоритмов – ПИД, ПДД, нечеткое, позиционное регулирование, динамическая балансировка, алгоритмы массового обслуживания, блоки моделирования объектов, арифметические, алгебраические, тригонометрические, статистические функции, функции расчета технико-экономических показателей и т.д. Добавлен ряд функциональных блоков, ориентированных на контроль и управление типовыми технологическими объектами (клапан, задвижка, привод и т.д.). Также разработаны алгоритмы адаптивных и модальных регуляторов.
8.3. Разработка сетевого комплекса как единого проекта
В распределенных SCADA-системах разработка проекта привязана к одной операторской станции. Поэтому при разработке сетевых комплексов сначала создаются базы данных реального времени для отдельных ПК, и лишь потом они объединяются в сеть.
Однако современные промышленные АСУ «живут» и развиваются десятки лет, имеют тенденцию к интеграции как между собой, так и с АСУ финансово-хозяйственных служб. За это время меняется технология, добавляются и заменяются датчики, АРМ, модифицируется программное обеспечение АСУ. Поддерживать и развивать системы, состоящие их многих обособленных ПК и контроллеров, каждый из которых ничего не «знает» о других, и трудно, и дорого. Чтобы этого избежать, можно использовать архитектуру клиент-сервер, но сосредоточение базы данных реального времени на сервере снижает надежность системы (что будет, если сервер откажет?).
В TRACE MODE 5 распределенная АСУ, включающая и ПК и контроллеры, рассматривается как один проект. Поэтому каждый узел (ПК или контроллер) имеет информацию об остальных узлах системы и в случае его модификации автоматически обновляет соответствующие базы на других узлах. При этом АСУ можно создавать как в архитектуре клиент-сервер, так и распределенную – технология разработки АСУТП как единого проекта будет одинаково эффективна.
8.4. Автопостроение
«Автопостроение» – это группа оригинальных технологий, реализованных в ТРЕЙС МОУД 5. Суть автопостроения заключается в автоматическом генерировании баз каналов операторских станций и контроллеров, входящих в проект АСУТП на основе информации о числе точек ввода /вывода, номенклатуре используемых контроллеров и УСО, наличии и характере связей между ПК и контроллерами. В соответствии с этим в ТРЕЙС МОУД 5 реализованы следующие возможности:
Автопостроение баз каналов для связи с УСО в РС-контроллерах. Пользователю достаточно указать марку и количество РС-контроллеров, используемых в проекте и запустить автопостроение – ТРЙС МОУД сформирует базу каналов для каждого контроллера и произведет настройку на УСО автоматически.
Автопостроение баз каналов для связи с обычными контроллерами. Эта процедура автоматически генерирует базы каналов операторских станций и производит настройку на наиболее распространенные в России контроллеры.
Автопостроение связей между узлами «ПК-ПК», «ПК-контроллеры», «контроллеры-контроллеры» осуществляет создание, автоматическое поддержание и обновление коммуникаций между узлами распределенной АСУТП.
Автопостроение при импорте баз технологических параметров. В наиболее технологически «культурных» организациях разработке проекта предшествует его детальная проработка и составление баз технологических параметров. Часто для этих целей используются распространенные базы данных и электронные таблицы, например, Excel, Access и др. ТРЕЙС МОУД 5 допускает импорт этих баз с последующим автопостронием.
Технология автопостроения является революционным шагом в разработке систем реального времени, так как снимает огромную часть рутинной работы по «набивке» и конфигурированию баз параметров. Благодаря автопостроению разработка АСУТП сводится к следующим несложным процедурам:
Размещение в рабочем поле редактора базы каналов иконок контроллеров и операторских станций.
Указание наличия информационного обмена между узлами.
Запуск автопостроения проекта.
Задание математической обработки данных и алгоритмов управления.
8.5. Разработка графического интерфейса
Разработка графического интерфейса операторских станций осуществляется в объектно-ориентированном редакторе представления данных. Графические изображения создаются в векторном формате. Редактор дает возможность создания объемных изображений мнемосхем технологических объектов. Формы динамизации содержат все необходимые элементы, в том числе гистограммы, графические, цветовые и звуковые сигнализаторы, тренды, бегущие дорожки, мультипликацию. Предусмотрен также обширный набор библиотек технологических объектов.
Если имеющихся динамических форм отображения недостаточно, пользователь может написать собственные формы как компоненты ActiveX, используя Visual Basic, Visual С++ и др. и встроить их в ТРЕЙС МОУД. Кроме того, в мире созданы десятки тысяч готовых бесплатных и коммерческих ActiveX-программ, доступных, в частности, через Internet. Среди них – электронные таблицы, программы доступа к базам данных, географические карты, графики и т.д.
Формы отображения могут объединяться в графические объекты. Графические объекты включают в себя неограниченное количество статичных элементов рисования и динамических форм отображения. Они вставляются в экраны в виде одного элемента, могут использоваться в будущих проектах или на других экранах текущего проекта.
8.6. Распределенная многоуровневая АСУТП на базе Trace Mode
ТРЕЙС МОУД позволяет создавать многоуровневые, иерархически организованные, резервированные АСУТП. Рассмотрим трехуровневую систему, включающую уровень контроллеров, диспетчерский уровень и административный уровень.
АСУТП уровня контроллеров создается на основе Микро-монитора реального времени (Микро-МРВ). Эта программа размещается в РС-контроллере и осуществляет сбор данных с объекта, программно-логическое управление технологическими процессами и регулирование параметров по различным законам, а также ведение локальных архивов. Программа ведет постоянный контроль работоспособности УСО, сетевых линий, и в случае их выхода из строя автоматически переходит на резервные средства. При помощи Микро-МРВ можно создавать дублированные или троированные системы с горячим резервом.
Основу диспетчерского уровня управления составляют Мониторы реального времени (МРВ). МРВ ТРЕЙС МОУД – это сервер реального времени, осуществляющий прием данных с контроллеров, управление технологическим процессом, перераспределение данных по локальной сети, визуализацию информации, расчет ТЭП и статистических функций, ведение архивов.
На административном уровне АСУТП используются модули Supervisor. Supervisor предоставляет руководителю информацию о ходе и ретроспективе технологического процесса, статистических и технико-экономических параметрах предприятия. Эта информация может обновляться в режиме, близком к реальному времени (задержка 10 – 30 с). Кроме того, Supervisor дает возможность просматривать ретроспективу (осуществлять «плейбек») процесса как фильм на видеомагнитофоне. Графический «плейбек» архива дает в руки руководителя инструмент контроля работы диспетчерского комплекса и всего предприятия в целом.
8.7. Единое сетевое время
ТРЕЙС МОУД – одна из немногих на российском рынке SCADA-систем для операционных систем общего назначения, обладающих системой единого сетевого времени (кроме нее еще Citect). Все процессы в сетевых комплексах ТРЕЙС МОУД автоматически синхронизируются, что позволяет однозначно привязывать технологические события к временной шкале, каким бы из 256 сетевых ПК они не были зафиксированы.
|
