ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АСУТП В СРЕДЕ SCADA-СИСТЕМЫ TRACE MODE

АРХИТЕКТУРА TRACE MODE

Как отмечалось в предисловии, SCADA-система Trace Mode разработана и продолжает совершенствоваться отечественной фирмой-изготовителем AdAstra Research Group, LTD. Последний на данный момент продукт — это 9-й релиз 6-й версии Trace Mode, который содержит полный набор программных средств для создания АСУТП и АСУП. SCADA-система Trace Mode содержит средства разработки операторского интерфейса (SCADA/HMI), программирования контроллеров (Softlogic), управления основными фондами (ЕАМ), персоналом (HRM) и производственными процессами (MES).

Для изучения базовых понятий системы Trace Mode, таких как проект, узел, база каналов, шаблоны экранов, FBD-программы, архивы и отчеты тревог, удобнее воспользоваться более ранней версией, а затем перейти к версии, у которой большинство процедур реализуется в режиме автопостроения. Авто построение — это набор автоматических процедур формирования различных элементов проекта АСУТП.

Использование технологии автопостроения и подход к разработке проекта иерархической распределенной АИУС существенно повышает производительность труда разработчиков, уменьшая долю рутинных ручных операций и снижая количество ошибок, неизбежных в больших проектах.

Все программы, входящие в Trace Mode, подразделяются на две группы (рис. 6.1): инструментальную систему разработки и исполнительные модули (runtime). Как видно из рисунка, инструментальная система разработки содержит три редактора [45]: редактор базы каналов; редактор представления данных; редактор шаблонов.

В редакторе базы каналов создается математическая основа системы управления: описываются конфигурации всех рабочих станций, контроллеров и УСО, а также настраиваются информационные потоки между ними. Здесь же описываются входные и выходные сигналы и их связь с устройствами сбора данных и управления; задаются периоды опроса или формирования сигналов, настраиваются законы первичной обработки и управления, технологические границы, программы обработки данных и управления, осуществляется архивирование технологических параметров, сетевой обмен, а также решаются некоторые другие задачи.

Результатами работы в этом редакторе являются математическая и информационная структуры проекта АСУТП, которые включают в себя набор баз каналов и файлов конфигурации для всех контроллеров и операторских станций (узлов) проекта, а также файл конфигурации всего проекта с расширением prj. Все остальные файлы проекта хра-

Рис. 6.1

нятся в рабочей директории в каталоге, имя которого совпадает с именем файла конфигурации.

В редакторе представления данных разрабатывается графическая часть проекта системы управления. Сначала создается статичный рисунок технологического объекта, а затем поверх него размещаются динамические формы отображения и управления. Среди этих форм присутствуют, такие как поля вывода числовых значений, графики, гистограммы, кнопки, области ввода значений и перехода к другим графическим фрагментам и т. д.

Кроме стандартных форм отображения, Trace Mode позволяет вставлять в проекты графические формы представления данных или управления, разработанные пользователями.

Все формы отображения информации, управления и анимационные эффекты связываются с информационной структурой, разработанной в редакторе базы каналов.

Для разработки шаблонов документов в состав инструментальной системы включен редактор шаблонов.

Исполнительная система Trace Mode включает в себя исполнительные модули — программные модули различного назначения, под управлением которых в реальном времени выполняются составные части проекта, размещаемые на отдельных компьютерах или в контроллерах, предназначенные для работы на всех уровнях систем управления, о которых говорилось выше.

Существует ряд программных модулей, назначение которых четко не привязано к функциям одного из перечисленных уровней систем управления. К таким модулям относятся (рис. 6.1):

  • • глобальный регистратор;
  • • сервер документирования;
  • • веб-активатор;
  • • GSM-активатор.

Они могут использоваться для создания как оперативного, так и административного уровней систем управления [47].

Глобальный регистратор служит для обеспечения надежного хранения архивов ТП. Он архивирует данные, посылаемые ему по сети мониторами реального времени (64 000 параметров с дискретностью 0,001 с), обеспечивает автоматическое восстановление данных после сбоя, а также может передавать архивные данные для просмотра мониторам SUPERVISOR. Глобальный регистратор может также выступать как ОРС-сервер и DDE-сервер и поддерживает обмен с базами данных через ODBC.

Для документирования технологической информации в Trace Mode предусмотрен специальный модуль — сервер документирования. Документирование осуществляется но шаблонам, которые создаются в редакторе шаблонов. Время или условие генерирования документа, имя файла шаблона, а также направление вывода документа описываются в программах документирования — сценариях.

Подготовка отчетов (документов) чаще всего привязывается к астрономическому времени. Например, они могут генерироваться один раз в час, один раз в сутки, один раз в месяц или один раз в 10 минут. Кроме того, можно установить режим подготовки документа один раз в смену и затем описать разбивку суток на смены.

Сервер документирования NetLink Light используется для решения задачи документирования технологической информации. Он по команде МРВ[1], собственному сценарию или по команде оператора интерпретирует созданные заранее шаблоны, запрашивает у МРВ необходимые данные и формирует по ним документы. Эти документы могут быть распечатаны на принтере, отправлены по e-mail или опубликованы на веб-сервере.

Утилита консоль тревог позволяет просматривать отчет тревог разных МРВ одного проекта. Для каждого просматриваемого отчета тревог создается отдельное окно. В него можно выводить информацию из файла отчета тревог или сообщения, формируемые МРВ.

Любая рабочая станция системы Trace Mode может выступать в качестве веб-сервера, что позволяет управлять технологическим процессом через Интернет [47]. На удаленном компьютере необходимо иметь только доступ к сети Интернет и веб-браузер. Для реализации данного режима предназначен модуль Web-активатор, который используется в качестве www-шлюза для локальных систем АСУ ТП на базе Trace Mode или для придания функций веб-сервера мониторам реального времени. Использование веб-активатора позволяет быстро превратить существующие АСУТП и АСУП в интернет/интранет-системы без переделки баз данных реального времени (баз каналов).

Доступ к данным реального времени через веб-активатор осуществляется при помощи обыкновенного браузера, работающего под любой операционной системой, позволяющей запуск виртуальной Java-машины. Информация о технологическом процессе представляется пользователю в виде анимированных мнемосхем, трендов и таблиц.

Связь с серверами реального времени Trace Mode может осуществляться практически любыми доступными средствами, например через сотовую сеть стандарта GSM, инфракрасный порт, сеть на основе интерфейса RS-232/485 или модем с использованием высоконадежного протокола TCP/IP. Можно осуществлять подключение и непосредственно через интернет. Для этого достаточно войти в интернет и набрать IP-адрес сервера Trace Mode — подключение произойдет автоматически.

Для доступа к данным пользователю достаточно набрать веб-адрес активатора и ввести пароль, тогда весь проект загружается в удаленный компьютер в виде Java- аппрета [47]. Использование стандартного языка Java при написании аппретов позволяет реализовать на удаленных компьютерах не только Windows, но и другие операционные системы, например Unix, Linux, Mac OS и т. д., а также ОС, использующиеся в карманных PC. Проект Trace Mode поступает к пользователю в виде Java-аппрета, объем которого не превышает 300 Кбайт, что дает возможность использовать веб-активатор в сетях с низким качеством связи. Достоинством технологии Java является также повышенная безопасность.

При использовании веб-активатора не требуется установка веб-серверов других производителей (например,

MS IE), что выгодно отличает эту программу от решений, примененных в других SCADA.

Для обеспечения мобильных пользователей АСУ оперативной информацией в режиме реального времени на базе Trace Mode разработан программный продукт — GSM- активатор. Он предназначен для дистанционного мониторинга и управления технологическими процессами, а также для получения оперативной технико-экономической информации при помощи сверхпортативных компьютеров handheld PC.

В реальном времени GSM-активатор может принимать информацию от 64 000 датчиков, осуществлять супер- визорное управление, получать технико-экономическую информацию из баз данных через сервер, использующий стандартные интерфейсы SQL/ODBC, ОРС, DDE и т. д. Вся поступающая информация отображается графически в виде анимированных мнемосхем и трендов.

GSM-активатор, относящийся к новому классу систем оперативного управления, отражающих мировую тенденцию к миниатюризации и автономизации компьютерных систем, может быть использован в качестве персональной информационной системы руководителя.

К GSM-активатору проявляют интерес нефтяные компании, электрические и тепловые сети РАО ЕЭС и РАО «Газпром», коммунальные и другие службы, управляющие пространственно распределенными объектами [47].

GSM-активатор пригоден также к применению в охранных службах: получение в реальном времени информации о состоянии охраняемого объекта может стать основой успеха операции группы быстрого реагирования, вызванной по тревоге.

Нужно отметить, что в последней версии Trace Mode 6 все редакторы системы вызываются из одной программы — Интегрированной среды разработки (ИС). ИС — единая программная оболочка, содержащая все необходимые средства для разработки проекта.

Все переменные проекта, к чему бы они ни относились — к контроллеру, операторской станции, управлению техобслуживанием или производством, хранятся в единой базе данных проекта. Единая база проекта устраняет лишнюю работу проектировщика по созданию, поддержке и взаимной увязке во многом одинаковых баз переменных контроллеров и ПК, характерную для систем предыдущего поколения.

Логическая структура проекта полностью отделена от аппаратной части. Благодаря единому пространству распределенных переменных переменные из разных узлов могут связываться между собой так же легко, как и в пределах одного узла, любые изменения, вносимые в объект, автоматически применяются везде, где он был задействован.

И все же в целях пояснения особенностей и принципов работы SCADA-системы воспользуемся некоторыми справочными материалами предыдущих версий.

  • [1] МРВ — монитор или сервер реального времени. Существует несколько разновидностей МРВ, предназначенных для решения различных задач и отличающихся набором функций.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >