Перейти к основному содержанию

SCADA-системы: взгяд изнутри

Категория: 
Название: 
SCADA-системы: взгяд изнутри
Автор: 
Е. Б. Андреев
Издательство: 
"РТСофт"
Страниц: 
176
Год издания: 
2004
Язык: 
русский
Формат: 
djvu
Размер: 
13.30 МБ

 

 

Краткое содержание

Введение

Глава 1. Графический интерфейс

Средства визуализации - одно из базовых свойств SCADA-систем. В каждой из них существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий круг операций над выбранным объектом. Объекты могут быть простыми (линии, прямоугольники, текстовые объекты и т. д.) и сложными. Возможности агрегирования сложных объектов в разных SCADA - системах различны. Все SCADA-системы включают библиотеки стандартных графических символов, библиотеки сложных графических объектов, обладают целым рядом других стандартных возможностей. Тем не менее каждая SCADA-система по-своему уникальна и, несмотря на поддержание стандартных функций, обладает присущими только ей особенностями. При рассмотрении графических возможностей SCADA-систем InToch и Citect предполагается обратить внимание не только на возможности инструментариев по созданию графических объектов, но и на другие предоставляемые пользователю услуги, облегчающие и ускоряющие процесс разработки приложений (проектов).

Глава 2. Организация взаимодействия с контроллерами

Cовременные SCADA--системы не ограничивают выбора аппаратуры нижнего уровня (контроллеров), так как предоставляют большой набор драйверов или серверов ввода/вывода и имеют хорошо развитые средства создания собствен­ных программных модулей или драйверов новых устройств нижнего уровня. Для подсоединения драйверов ввода/вывода к SCADA--системе в настоящее время используются следующие механизмы:

- ставший стандартом де-факто динамический обмен данными (DDE);

- собственные протоколы фирм-производителей SCADA--систем, реально обеспечивающие самый коростной обмен данными;

- новый ОРС-протокол, который, с одной стороны, является стандартным и поддерживается большинством SCADA--систем, а с другой стороны, лишен недостатков протоколов DDE.

Изначально протокол DDE применялся в первых человеко-машинных интерфейсах в качестве механизма разделения данных между прикладными системами и устройст­вами типа ПЛК (программируемые логические контроллеры). Для преодоления недо­статков DDE, прежде всего для повышения надежности и скорости обмена, разра­ботчики предложили свои собственные решения (протоколы), такие, как AdvancedDDE- или FastDDE-протоколы, связанные с пакетированием информации при обмене с ПЛК и сетевыми контроллерами. Но такие частные решения приводят к ряду проблем:

для каждой SCADA--системы пишется свой драйвер для поставляемого на рынок оборудования:

- в общем случае два пакета не могут иметь доступ к одному драйверу в одно и то же время, поскольку каждый из них поддерживает обмен именно со своим драйвером.

Основная цель ОРС-стандарта (OLE for Process Control) заключается в определении механизма доступа к данным с любого устройства системы управления. ОРС позволяет производителям оборудования поставлять программные компоненты, которые стан­дартным способом обеспечат клиентов данными с ПЛК. При широком распространении ОРС-стандарта появятся следующие преимущества:

- ОРС позволят определять на уровне объектов различные системы контроля и управления, работающие в распределенной гетерогенной (неоднородной) среде;

- ОРС устранят необходимость использования различного нестандартного оборудования и соответствующих коммуникационных программных драйверов;

- у потребителя появится больший выбор при разработке приложений.

С ОРС-решениями интеграция в гетерогенные системы становится достаточно простой. Применительно к SCADA-системам ОРС-серверы, расположенные на всех компьютерах системы управления производственного предприятия, стандартным способом могут поставлять данные в программу визуализации, базы данных и т. п., уничтожая, в некото­ром смысле, само понятие неоднородной системы.

Глава 3. Алармы и события

Состояние тревоги - в дальнейшем аларм - это некоторое сообщение, предупреждающее оператора о возникновении определенной ситуации, которая может привести к серьезным последствиям, и потому требующее его внимания, а часто и вмешательства. Принял ли оператор сообщение об аларме? Чтобы снять эти сомнения, в системах управления принято различать неподтвержденные и подтверж­денные алармы. Аларм считается подтвержденным после того, как оператор отреагиро­вал на сообщение об аларме. До этого аларм считается неподтвержденным.

Наряду с алармами в SCADA-системах существует понятие событий. События представ­ляют собой обычные статусные сообщения системы и не требуют реакции оператора. Обычно событие генерируется при возникновении в системе определенных условий (типа регистрации оператора в системе).

От эффективности подсистемы алармов зависит скорость идентификации неисправ­ности, возникшей в системе, или технологического параметра, вышедшего за установ­ленные регламентом границы. Быстродействие и надежность этой подсистемы могут существенно сократить время простоя технологического оборудования. Например, если оператор не получит вовремя информацию о том, что двигатель насоса перегрел­ся, это может привести в лучшем случае к выходу насоса из строя, а в худшем - к крупной аварии. Причины, вызывающие состояние аларма, могут быть самыми разными. Неисправность может возникнуть в самой SCADA-системе, в контроллерах, каналах связи, в технологическом оборудовании. Может выйти из строя датчик или нарушатся его метрологические характеристики. Параметры технологического процесса могут выйти за границы, установленные регламентом, и т. д.

Глава 4. Тренды в SCADA-системах

Графическое представление значений технологических параметров во времени способствует лучшему пониманию динамики технологических процессов пред­приятия. Поэтому подсистема создания трендов и хранения информации о пара­метрах с целью ее дальнейшего анализа и использования для управления является неотъемлемой частью любой SCADA -системы.

Тренды реального времени (Real Time) отображают динамические изменения парамет­ра в текущем времени. При появлении нового значения параметра в окне тренда проис­ходит прокрутка графика справа налево. Таким образом, текущее значение параметра выводится всегда в правой части окна.

Тренды становятся историческими после того, как данные будут записаны на диск и можно будет использовать режим прокрутки предыдущих значений назад с целью просмотра прошлых значений. Отображаемые трендом данные в таком режиме - неподвижны, а их объем ограничен начальным и конечным временем выборки.

InTouch предлагает пользователю оба типа графических объектов, называемых трендами: тренд реального времени и исторический (архивный) тренд. Тренды реального времени дают возможность создавать графики изменения во времени четырех переменных (4 пера), в то время как для исторических трендов можно конфигу­рировать до восьми перьев в одном объекте. Количество объектов типа «тренд» в приложении, в том числе и в одном окне, не ограничено.

Оба типа трендов создаются с использованием специальных графических объектов инструментальной панели WindowMaket. InTouch также обеспечивает полный контроль над конфигурированием трендов. Например, можно определить диапазон времени, область значений, разрешение сетки, размещение временных отметок, число перьев и атрибуты цвета и т. д.

Глава 5. Встроенные языки программирования

Встроенные языки программирования - мощное средство SCADA-систем, предоставляющее разработчику гибкий инструмент для разработки сложных приложений. Первые версии SCADA-систем либо не имели подобных языков, либо эти языки реализовывали небогатый набор функций. В современных версиях SCADA-систем функциональные возможности языков становятся существенно богаче. Явно выделяются два подхода:

- ориентация встроенных языков программирования на технологов. Функции в таких языках являются высокоуровневыми, не требующими профессиональных навыков программирования при их использовании. Количество таких функций в базовых поставках не исчисляется сотнями, хотя существуют свободно распространяемые библиотеки дополнительных функций;

- ориентация на системного интегратора. В этом случае в качестве языков чаще всего используются VBasic-подобные языки.

В каждом языке допускается расширение набора функций. В языках, ориентированных на технологов, это расширение достигается с помощью дополнительных инструмен­тальных средств Toolkits. Разработка дополнительных функций выполняется обычно программистами-профессионалами.

Разработка новых функций при втором подходе выполняется обычно разработчиками приложений (как и в традиционных языках программирования).

Полнота использования возможностей встроенных языков (особенно при втором подходе) требует соответствующего уровня квалификации разработчика, если, конечно, в этом есть необходимость. Требования задачи могут быть не столь высокими, чтобы применять всю «мощь» встроенного языка.

Во всех языках функции разделяются на группы, часть из которых присутствует практически во всех языках: математические функции, функции работы со строками, обмен по SQL, DDE-обмен и т. д.

В разрабатываемом приложении создаются программные фрагменты, состоящие из операторов и функций языка, которые выполняют некоторую последовательность дей­ствий. Эти программные фрагменты связываются с разнообразными событиями в приложении, такими, как нажатие кнопки, открытие окна, выполнение логического условия (а+Ь>с). Каждое из событий ассоциируется с графическим объектом, окном, таймером, открытием/закрытием приложения.

Глава 6. База данных

Глава 7. Internet/Intranet-решения и  SCADA-системы. Стратегия клиентских приложений

Глава 8. Заключение

Список литературы

Техническая библиотека

Вверх