Лекция 9ВР (Лекции в PDF)

Лекция SCADA системы и CAN технологииSCADA-системыВ качестве примера приведем краткое описание отечественной SCADA-системыТРЕЙС МОУД. Эта система представляет собой программный комплекс фирмы Adastra,предназначенный для разработки, настройки и запуска в реальном времени савтоматизированных систем управления технологическими процессами . Все программы,входящие в ТРЕЙС МОУД, делятся на две группы: инструментальная система разработкиАСУ и исполнительные модули (runtime).Инструментальная система включает в себя два редактора: редактор базы каналов иредактор представления данных.

В этих редакторах осуществляется разработка математической основыАСУТП, графических экранных фрагментов для визуализации состояния технологического процесса иуправленияим. В зависимости от лицензии инструментальная система позволяет создавать проекты наразное количество каналов. Существуют следующие градации инструментальных систем по количествуточек ввода/вывода в одномузлепроекта:128,1024,32000x16,64000x16.В редакторе базы каналов создается математическая основа системы управления:описываются конфигурации всех рабочих станций, контроллеров и УСО, используемых всистеме управления, настраиваются информационные потоки между ними.

Здесь жеописываются входные и выходные сигналы и их связь с устройствами сбора данных иуправления. В этом редакторе задаются периоды опроса или формирования сигналов,настраиваются законы первичной обработки и управления, технологические границы,структура математической обработки данных; здесь устанавливается, какие данные и прикаких условиях сохранять в различных архивах ТРЕЙС МОУД, и настраивается сетевойобмен, а также решаются некоторые другие задачи. Результатом работы в этом редактореявляется математическая и информационная структуры проекта АСУТП. Эти структурывключают в себя набор баз каналов и файлов конфигурации для всех контроллеров иоператорских станций (узлов) проекта, а также файл конфигурации всего проекта.Файл конфигурации проекта имеет расширение cmt и сохраняется в рабочей директориисистемы разработки. Для хранения всех остальных файлов проекта в рабочей директориисоздается каталог, имя которого совпадает с именем файла конфигурации. При этом базыканалов сохраняются в файлы с расширениями dbb.В редакторе представления данных разрабатывается графическая часть проекта системыуправления.

При этом создается статичный рисунок технологического объекта, а затемповерх него размещаются динамические формы отображения и управления. Среди них такие,как поля вывода численных значении, графики, гистограммы, кнопки, области ввода значенийи перехода к другим графическим фрагментам и т.д. Кроме стандартных форм отображения(ФО), ТРЕЙС МОУД позволяет вставлять в проекты графические формы представленияданных или управления, разработанные пользователями. Для этого можно использоватьстандартный механизм Active-X. Все формы отображения информации, управления ианимационные эффекты связываются с информационной структурой, разработанной вредакторе базы каналов. Графические базы узлов проекта, созданные в редакторепредставления данных, сохра-няются в файлах с расширением dbg. Их сохранение осуществляется в соответствующиедиректории проектов.Исполнительные модули - это программы, под управлением которых запускается АСУ,созданная в инструментальной системе.

В группу исполнительных модулей входятследующие программы:- мониторы реального времени - МРВ; NetLink MPB; NetLink Light;- монитор создания АРМ администратора - SUPERVISOR;- монитор глобального архива - Глобальный регистратор;- микромонитор реального времени - МикроМРВ и микроМРВ с поддержкой обмена покоммутируемым линиям - МикроМРВ Модем плюс.Первые пять мониторов предназначены для организации работы верхнего иадминистративного уровней АСУ. МикроМРВ и МикроМРВ Модем+ предназначены дляработы в контроллерах нижнего уровня систем управления, естественно, при условииналичия в них операционной системы MS DOS.Монитор реального времени МРВ предназначен для запуска на АРМ операторов,осуществляющих с его помощью супервизорный контроль и управление технологическимипроцессами.

Под управлением МРВ выполняются следующие задачи:- запрос данных о состоянии технологического процесса с контроллеров нижнего уровняпо любомуиз встроенных протоколов или через драйвер;- передача на нижний уровень команд управления по любому из встроенных протоколовили черездрайвер;- обмен данными с платами УСО;- сохранение данных в архивах;- обмен по сети с удаленными МРВ;- обмен по коммутируемым линиям с удаленными МРВ;- передача данных по сети на следующий уровень АСУ;- представление оператору графической информации о состоянии технологическогопроцесса;- автоматическое и супервизорное управление технологическим процессом;- обмен данными с другими приложениями WINDOWS через DDE/NetDDE/OPC;- обмен с базами данных через ODBC и другие функции.Монитор реального времени NetLink МРВ может применяться только в составе системуправления, где обмен данными между узлами системы осуществляется по локальной сети.Под управлением Net-Link МРВ выполняются такие задачи системы управления:- запрос данных о состоянии технологического процесса у удаленных мониторов ТРЕЙСМОУД посети;- передача команд управления по сети на нижний уровень;- сохранение данных в архивах;- передача данных по сети на следующий уровень АСУ;- представление оператору графической информации о состоянии технологическогопроцесса;- автоматическое и супервизорное управление технологическим процессом;- обмен с базами данных через ODBC.Монитор реального времени NetLink Light позволяет создавать дополнительные рабочиеместа операторов.

Он не поддерживает функции обработки данных и автоматическогоуправления. Данный монитор является дополнительной графической консолью, котораяможет быть подключена с удаленного компьютера к запущенному МРВ. Таким образом,имея в сети один монитор реального времени, можно, используя NetLink Light, создать всети требуемое количество рабочих мест, совершенно равноправных с МРВ по функциямотображения и супервизорного управления.Монитор SUPERVISOR предназначен для создания АРМ администратора, он можетполучать данные только из архивов.

Это могут быть либо локальные архивы МРВ илиNetLink МРВ, либо глобальные архивы, которые создает Глобальный регистратор. Спомощью SUPERVISOR невозможно осуществлять оперативное управление процессом. Онреализует следующие функции:- чтение по сети и отображение в реальном времени значений параметровтехнологического процесса, заносимых в архивы мониторами реального времени;- просмотр данных из архивов в режиме playback с заданной скоростью.По функциям организации представления данных SUPERVISOR похож на NetLinkLight.

Для него требуется только создание графической базы (dbg файлы). Существенноеотличие SUPERVISOR заключается в том, что он получает от МРВ или Глобальногорегистратора архивные значения каналов, а NetLink Light - текущие данные.Глобальный регистратор (ГР) предназначен для ведения глобального архива по всемупроекту.

Он архивирует данные, посылаемые ему по сети мониторами реального времени.После сохранения данных в архиве Глобальный регистратор может передавать их дляпросмотрамониторамSUPERVISOR.АрхивГлобальногорегистраторареализуеттехнологию хранилища данных. Он фиксирует значения технологических параметров приих изменении. В рамках одного проекта может поддерживаться только один такой архив.Для организации дублирования глобального архива следует запустить в сети еще один монитор Глобальный регистратор.

При этом оба ГР будут принимать данные, посылаемые дляархивирования, и сохранять в своих архивах. Дублированный глобальный регистраторподдерживает функции синхронизации архивов при работе в реальном времени и призапуске.Данный монитор позволяет решать следующие задачи:- прием по сети данных, посылаемых для архивирования от мониторов реальноговремени;- сохранение полученных данных в общем архиве проекта;- поддержка восстановления архивных данных с резервного Глобального регистратора;- чтение из архива и отображение в реальном времени значений параметровтехнологического процесса;- анализ и обработка данных, сохраненных в архиве;- обмен данными с другими приложениями WINDOWS через DDE/NetDDE;- обмен с базами данных через ODBC.МикроМРВ предназначен для управления задачами сбора данных и управления вконтроллерах нижнего уровня АСУТП.

Он может быть использован в любых IBMсовместимых контроллерах. По возможностям математической обработки, управления,обмена данными с другими мониторами ТРЕЙС МОУД МикроМРВ идентичен мониторуреального времени. Однако для него не реализованы функции графического выводаинформации. Задачи для МикроМРВ разрабатываются в редакторе базы каналов. Поэтомупри использовании ШМ-совместимых контроллеров в рамках ТРЕЙС МОУД реализуетсяединая линия программирования задач верхнего и нижнего уровней систем управления. Вконтроллерах до сих пор еще используются типы процессоров, которые давно считаютсяустаревшими для применения в персональных компьютерах. Поэтому существуютследующие три модификации исполнительных модулей МикроМРВ: для процессоров типа18088; для процессоров типа I80286 и старше без сопроцессора; для процессоров типа I80286и старше с сопроцессором.Функции монитора МикроМРВ Модем плюс совпадают с Микро-МРВ.

Единственнымего отличием является встроенная поддержка обмена данными с помощью модема покоммутируемым каналам, что позволяет использовать МикроМРВ для создания удаленныхпунктов сбора информации, обменивающихся данными через телефонную сеть.В системе ТРЕЙС МОУД предусмотрены драйверы. Драйвер требуется, если протоколобмена данными с используемым устройством не встроен в систему.

Основной функциейдрайвера является обеспечение связи ТРЕЙС МОУД с внешними устройствами. Это могутбыть устройства сбора, хранения, обработки, передачи данных (контроллеры, УСО, другойкомпьютер и т.д.) или какие-либо другие устройства. Драйвер осуществляет согласованиеформатов данных ТРЕЙС МОУД и аппаратуры, для связи с которой он разработан.При разработке АСУ возникает вопрос выбора SCADA-системы. Ниже перечисленытолько некоторые из популярных на западном и российском ранках SCADA-систем,имеющих поддержку в России:SCADAFactory LinkФирмаUnited StatesDATACInTouchWonderwareGenesisIconicsWinCCSiemensRealFlexBJ Software SystemSitexJade SoftwareFIXIntellutionTrace Mode AdAstraSimplicityGE FanucСтранаСШАСШАСШАГерманияСШААнглияСШАРоссияРоссияRSViewtionRockwellSoftwareСШАIОбщий анализ подобных пакетов позволяет сформулировать некоторыеосновные возможности и характерные особенности SCADA-систем.