-
Проектирование системы управления контроля кукпн
3.1 Анализ существующих систем асутп
Для сравнения приведем краткое описание систем Simatic WinCC , TRACE MODE, OpenSCADA, DeltaV.
Simatic WinCC (Windows Control Center) — система HMI, программное обеспечение для создания человеко-машинного интерфейса, составная часть семейства систем автоматизации Simatic, производимых компанией Siemens AG. Работает под управлениемоперационных систем семейства Microsoft Windows и использует базу данных Microsoft SQL Server (начиная с версии 6.0). Основные возможности WinCC:
-
Визуализация техпроцесса (Graphic Designer)
-
Конфигурирование и настройка связи с контроллерами различных производителей (Tag Management)
-
Отображение, архивирование и протоколирование сообщений от технологического процесса (Alarm Logging)
-
Отображение, архивирование и протоколирование переменных (Tag Logging)
-
Расширение возможностей системы за счет использования скриптов на языках ANSI C,VBS и VBA
-
Проектирование системы отчетности (Report Designer)
-
Взаимодействие с другими приложениями, в том числе и по сети, благодаря использованию стандартных интерфейсов OLE, ODBC и SQL обеспечивает простую интеграцию WinCC во внутреннюю информационную сеть предприятия.
-
Простое построение систем клиент-сервер.
-
Построение резервированных систем.
-
Расширение возможностей путем использования элементов ActiveX.
-
Открытый OPC-интерфейс (OLE for Process Control).
-
Взаимодействие с пакетом Simatic Step 7.
TRACE
MODE —
инструментальный программный комплекс
класса SCADA HMI,
разработана компанией AdAstra
Research Group, Москва в
1992 году. Предназначена для разработки
программного обеспеченияАСУТП,
систем телемеханики, автоматизации
зданий, систем учета электроэнергии
(АСКУЭ, АИИС
КУЭ), воды, газа, тепла, а также для
обеспечения их функционирования в
реальном времени. Начиная с версии 4.20
(1995) TRACE MODE обладает функциями для
программирования промышленных
контроллеров.
TRACE MODE состоит из инструментальной системы и из набора исполнительных модулей (рантаймов). В Инструментальной системе создается набор файлов, который называется «проектом TRACE MODE». С помощью исполнительных модулей TRACE MODE проект АСУ запускается на исполнение в реальном времени на рабочем месте диспетчера или оператора.
Особенностью TRACE MODE является «технология единой линии программирования», то есть возможность разработки всех модулей АСУ при помощи одного инструмента. Технология единой линии программирования позволяет в рамках одного проекта создавать средствачеловеко-машинного интерфейса, системы учета ресурсов, программировать промышленные контроллеры и разрабатывать web-интерфейс. Для этого в инструментальную систему TRACE MODE встроены специализированные редакторы. Среди них:
-
Редактор графических мнемосхем;
-
Редактор экранных панелей;
-
Редактор программ на визуальном языке FBD (стандарт МЭК 6-1131/3);
-
Редактор программ на визуальном языке SFC (стандарт МЭК 6-1131/3);
-
Редактор программ на визуальном языке LD (стандарт МЭК 6-1131/3);
-
Редактор программ на процедурном языке ST (стандарт МЭК 6-1131/3);
-
Редактор программ на процедурном языке IL (стандарт МЭК 6-1131/3);
-
Редактор шаблонов документов;
-
Построитель связей с СУБД;
-
Редактор паспортов оборудования (EAM);
-
Редактор персонала (HRM);
-
Редактор материальных ресурсов (MES);
Исполнительные модули TRACE MODE имеют разные функции в зависимости от их роли в АСУ ТП. Основными исполнительными модулями программы являются:
-
Монитор реального времени — МРВ;
-
Монитор
реального времени+ — МРВ+; -
Монитор реального времени+ с сервером документирования — ДокМРВ+;
-
Double Force МРВ+ — 2 МРВ+ с горячим резервированием;
-
Монитор реального времени+ с поддержкой GSM/GPRS — GSM МРВ+;
-
Клиентский модуль NetLink Light;
-
Веб-сервер TRACE MODE — TRACE MODE DataCenter;
-
Исполнительные модули для промышленных контроллеров — Micro TRACE MODE;
OpenSCADA — свободная система диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA-система). Основными свойствами системы являются: открытость, многоплатформенность, модульность и масштабируемость. Система OpenSCADA предназначена для сбора, архивирования, визуализации информации, выдачи управляющих воздействий, а также других родственных операций, характерных для полнофункциональной SCADA-системы. Основой системы является модульное ядро.
В зависимости от того, какие модули подключены, система может выполнять как функции различных серверов, так и функции клиентов клиент-серверной архитектуры. Архитектура системы позволяет реализовывать распределённые клиент-серверные системы любой сложности.
Для достижения высокого быстродействия, за счёт сокращения времени коммуникаций, архитектура объединяет функции распределённых систем в одной программе.
Архитектурно система OpenSCADA состоит из следующих подсистем.
-
Подсистема безопасности — Содержит списки пользователей и групп пользователей, обеспечивает проверку прав на доступ к элементам системы и т. д.
-
Подсистема баз данных — Обеспечивает доступ к базам данных.
-
Подсистема транспортов — Обеспечивает коммуникацию с внешней средой посредством различных коммуникационных интерфейсов.
-
Подсистема коммуникационных протоколов обмена. Тесно связана с подсистемой транспортов и обеспечивает поддержку различных протоколов обмена с внешними системами.
-
Подсистема
сбора данных (DAQ) — Обеспечивает сбор
данных от внешних источников: контроллеров,
датчиков и т.д, также может предоставлять
среду для написания генераторов данных
(модели, регуляторы и пр.). -
Подсистема
архивов — Содержит архивы двух
типов: архивы сообщений и архивы
значений; способ архивирования
определяется алгоритмом, который
заложен в модуле архивирования. -
Подсистема пользовательских интерфейсов — Содержит функции пользовательских интерфейсов.
-
Подсистема управление модулями — Обеспечивает контроль над модулями.
-
Подсистема специальных функций — Содержит функции, не вошедшие в остальные подсистемы, в настоящий момент к этим функциям относятся функции тестирования.
Исходя из принципа модульности, подсистемы могут расширять свою функциональность путём подключения модулей соответствующего типа.
Модульное ядро системы OpenSCADA выполняется в виде статической и совместно используемой библиотек. Это позволяет встраивать функции системы в существующие программы, а также создавать новые программы на основе модульного ядра системы OpenSCADA. Модульное ядро является самодостаточным и может использоваться посредством простой запускающей программы.
Модули системы OpenSCADA хранятся в динамических библиотеках. Каждая динамическая библиотека может содержать множество модулей различного типа. Наполнение динамических библиотек модулями определяется функциональной связностью самих модулей. Динамические библиотеки допускают горячую замену, что позволяет производить обновление модулей в процессе работы. Метод хранения кода модулей в динамических библиотеках является основным для системы OpenSCADA, поскольку поддерживается практически всеми современными операционными системами.
DeltaV разработана с учетом всех требований операторов. Рабочий стол и
инструменты конфигурирования обеспечивают легкую навигацию. Лицевые панели DeltaV имеют непрерывныйдоступ к блокам управления RS3, в то время как детальные экраны DeltaV позволяют легко настраивать параметры RS3 и структуру алармов. Среда оператора DeltaV для RS3 использует стандартную графическую систему Среды оператора DeltaV, базирующуюся на технологии iFix и анимационных возможностях экранов.
Конфигурация
экранов. Конфигурация экранов загружается
с предопределенной функциональностью,
включая такие функции как панели, тренды,
сводки алармов и детальные экраны.
Большие рабочие зоны
экранов функционируют точно также, как и маленькие, поэтому не требуется специального обучения операторов. Оператор может легко выбрать панель или другое окно и «перетащить» его на другую рабочую зону экрана другого монитора, если требуется.
Организация доступа к данным RS3. Среда оператора DeltaV для RS3 получает доступ к значениям RS3 через сетевой интерфейс RNI. До трех станций со средой оператора DeltaV для RS3 могут быть подключены к одному RNI. Обмен данными между средой оператора DeltaV для RS3 и системой DeltaV - двунаправленный. Операторы могут читать и записывать данные. Алармы RS3 и журнал событий также поддерживается Средой
оператора DeltaV для RS3.
Поддержка двух-мониторных станций. Среда оператора DeltaV для RS3 поддерживает двух-мониторные рабочие станции. Два монитора обеспечивают больше пространства экрана для одного оператора для просмотра информации о процессе. Это означает отсутствие необходимости заказа дополнительной рабочей станции или фокусирования оператора на работе на маленьком экране и получение оптимального количества просматриваемой информации о процессе. Среда оператора DeltaV для RS3 совместима с ABC Batch. С двух-мониторной станцией Вы можете просматривать шаги ABC Batch на одном мониторе, а на другом - информацию о процессе.
Архитектура
Среды Оператора DeltaV для RS3. Среда оператора
DeltaV для RS3 включает плату сетевого
адаптера, которая является интерфейсом
между сетью управления DeltaV и RS3. Когда
установлена сеть управления DeltaV, могут
быть добавлены контроллеры DeltaV и
Интеграционная станция. Это позволяет
Вам расширить Вашу систему управления,
используя новую технологию DeltaV.
Расширение возможностей Вашей системы управления с DeltaV. Расширение Вашей системы с оборудованием DeltaV открывает вам новые возможности, недоступные в RS3. Эти возможности позволяют Вам лучше контролировать
процесс. Использование технологии DeltaV также открывает перед Вами много новых возможностей, таких как Foundation fieldbus.