- •Кафедра автоматизации технологических процессов и производств
- •Введение
- •Раздел 1. Основы построения интегрированных систем проектирования и управления (исПиУ)
- •1. Понятие исПиУ. Ее место в системе автоматизации предприятия.
- •2. Структура и функции исПиУ.
- •Классы микропроцессорных комплексов
- •Операционные системы контроллеров
- •Средства технологического программирования контроллеров
- •3. Концепция комплексной автоматизации производства.
- •Современные направления развития микропроцессорных средств управления
- •4. Этапы создания асутп.
- •4.1. Общие положения.
- •4.2. Стадии и этапы создания ас.
- •4.3. Содержание работ.
- •5. Обеспечение исПиУ.
- •6. Понятие открытой системы. Применение открытых систем в промышленной автоматизации.
- •7. Принципы и технологии создания открытых программных систем.
- •Описание межпрограммного протокола – dde
- •Описание типового интерфейса общения программ – ole
- •Приложения типа «клиент-сервер»
- •Описание технологии – com/dcom
- •Описание компонентной объектной архитектуры - corba
- •Описание взаимодействия на базе архитектуры ActiveX
- •Описание языка запросов к реляционным субд - sql
- •Описание обмена программ с субд на базе драйвера odbc
- •Раздел 2. Системы диспетчерского управления и сбора данных (scada-системы)
- •8. Scada-системы. Основные понятия, история возникновения scada-систем.
- •9. Характеристики scada-программ.
- •9.1. Общие сведения о scada-программах:
- •9.2. Структурные особенности scada-программ.
- •9.3. Функциональные характеристики scada-систем.
- •9.4 Технические характеристики scada-систем.
- •9.5. Характеристики полноты открытости scada-систем.
- •9.6. Эксплуатационные характеристики scada-систем.
- •9.7. Стоимостные характеристики scada-систем.
- •10. Рабочее место диспетчера (оператора). Графический интерфейс пользователя.
- •Требования эргономики при разработке арм
- •11. Механизм ole for Process Control (opc) как основной способ взаимодействия scada-системы с внешним миром.
- •12. Ведение архивов данных в scada-системе. Тренды. Алармы.
- •12.1. Тренды.
- •12.2. Алармы.
- •13. Встроенные языки программирования.
- •14. Базы данных в scada. Основные понятия бд. Краткая история развития бд.
- •15. Базы данных в scada. Особенности промышленных баз данных. Microsoft sql-сервер. Основные характеристики.
- •16. Industrial sql Server – развитие Microsoft sql Server. Продукт Plant2sql.
- •Функциональные возможности и характеристики Industrial sql Server
- •Области применения Industrial sql Server
- •18. Вопросы надежности scada-систем.
- •Основные понятия теории надежности
- •Резервирование в scada-системах
- •19. Выбор scada-системы.
- •19.1. Общий поход.
- •19.2. Выбор scada-системы.
- •20. Тенденции развития scada-систем.
- •Раздел 3. Примеры существующих scada-систем
- •21. Система InTouch.
- •1. Общие сведения
- •2. Структура
- •3. Функциональные возможности
- •4. Аппаратно-программная платформа
- •5. Коммуникационные возможности
- •6. Распространение системы в снг
- •7. Стоимость
- •22. Ситема Citect.
- •1. Общие сведения
- •2. Структура
- •3. Функциональные возможности
- •4. Аппаратно-программная платформа
- •5. Коммуникационные возможности
- •6. Распространение системы в снг
- •7. Стоимость
- •23. Система genesis32.
- •1. Общие сведения
- •2. Структура
- •3. Функциональные возможности
- •4. Аппаратно-программная платформа
- •5. Коммуникационные возможности
- •6. Распространение системы в снг
- •7. Стоимость
- •24. Система trace mode.
- •1. Общие сведения
- •2. Структура
- •3. Функциональные возможности
- •4. Аппаратно-программная платформа
- •5. Коммуникационные возможности
- •6. Распространение системы в снг
- •7. Стоимость
- •Словарь использованных терминов
- •Список литературы
- •Internet-сайты, посвященные промышленной автоматизации и scada-системам:
15. Базы данных в scada. Особенности промышленных баз данных. Microsoft sql-сервер. Основные характеристики.
Как правило, производственному персоналу всегда не хватает информации. Операторам, специалистам, ремонтному персоналу, руководству - всем нужен доступ к текущим и архивным производственным данным, статистической и итоговой информации и т.д. Все они хотели бы иметь какое-то единое средство доступа к информации, обладающее мощью и открытостью РБД.
Однако, традиционные БД не всегда применимы в системах промышленной автоматизации. Можно выделить несколько основных ограничений.
- Производственные процессы генерируют данные очень быстро. Чтобы хранить производственный архив системы, например, с 7500 рабочими переменными, каждую секунду необходимо вставлять в базу данных 7500 записей. Обычные БД не могут выдержать подобную нагрузку.
- Производственная информация не вмещается. Многомесячный архив завода с 7500 рабочими переменными требует под БД дисковой памяти объемом около 1 Терабайта. Сегодняшние технологии такими объемами манипулировать не могут (19.44 ГБ за 1 месяц при опросе раз в секунду!).
- SQL как язык не подходит для обработки временных или периодических данных, типичных для производственных систем. В частности, чрезвычайно трудно указать в запросе периодичность выборки возвращаемых данных.
Таким образом, при создании каждой SCADA-системы разработчикам приходится решать проблему – как заставить базу данных соответствовать вышеперечисленным требованиям. Существует два основных пути решения данной проблемы.
1. Создание собственной СУБД. Этот путь является длительным и трудоемким. К тому же, возникает проблема интегрирования созданной СУБД со стандартными офисными приложениями.
2. Использование какой-либо существующей СУБД в качестве базовой, и создание лишь «надстройки» над ней, для обеспечения работы в реальном времени. При таком подходе обеспечивается совместимость базы данных с офисными приложениями, возможность обмена данными по Интернет и т.д.
В случае, когда разработчики SCADA идут по пути создания «надстройки» над существующей СУБД, для систем, работающих под управлением ОС Windows, в качестве базовой СУБД часто используется Microsoft SQL Server.
Microsoft SQL Server – законченное предложение в области баз данных и анализа данных для быстрого создания масштабируемых решений электронной коммерции, бизнес-приложений и хранилищ данных. Таким образом, Microsoft SQL Server – это многофункциональная развитая СУБД. Microsoft SQL Server обеспечивает связь между клиентским приложением и базой данных при помощи различных протоколов связи:
1) Named Pipes (именованные каналы) – особый протокол передачи данных в Windows NT/2000;
2) TCP/IP;
3) Multiprotocol – сетевой протокол, основанный на DCOM;
4) Shared Memory – локальный (несетевой) протокол, основанный на DDE.
При этом клиентское приложение может находиться на том же компьютере, что и Microsoft SQL Server, на другом Windows-компьютере в локальной сети, либо на удаленном компьютере с операционной системой, поддерживающей один из перечисленных сетевых протоколов.
Microsoft SQL Server может выполняться на любых аппаратных платформах, поддерживающих Windows NT/2000.
Как показано на рисунке 20, Microsoft SQL Server обрабатывает SQL-запросы, поступающие от одного либо нескольких клиентских приложений, обращается к базам данных, передает полученные данные в клиентское приложение, т.о., Microsoft SQL Server представляет собой «средний уровень» между клиентским приложением и собственно базой данных (таблицей).
Перечислим основные возможности, предоставляемые MS SQL Server:
1. стандартный способ обращения – SQL – запрос;
2. независимость клиентского приложения от типа базы данных;
3. возможность поддержки распределенных баз данных;
4. возможность получения данных на одной ЭВМ, по локальной сети и по Интернет;
5. автоматическое выполнение функций резервирования, защиты данных.
Рис. 20. Функционирование Microsoft SQL Server.
В основу Microsoft SQL Server положена распределенная многокомпонентная модель. При этом для работы с каждым клиентом используется свой отдельный поток. Всего одновременно может быть подключено 32767 клиентов.
В состав пакета Microsoft SQL Server входят более 20 утилит, выполняющих следующие функции:
- создание и администрирование БД;
- резервирование и поддержка целостности БД;
- средства построения запросов SQL;
- средства обеспечения безопасности;
- средства взаимодействия с клиентом по различным протоколам.
Microsoft Data Engine.
MSDE (Microsoft Data Engine) – СУБД, полностью совместимая с Microsoft SQL Server, и являющаяся, по сути, его «облегченной» версией.
Особенности MSDE:
1) нет программного обеспечения, реализующего интерфейс пользователя;
2) не поставляется как отдельный программный продукт;
3) бесплатно поставляется в составе следующих продуктов; Microsoft Office XP/2000, Windows 2000, Microsoft Visual Studio.
4) объем базы данных – не более 2 Гб, однако, возможна работа с несколькими базами данных;
5) поддерживает одно- и двухпроцессорные системы (многопроцессорные не поддерживаются);
6) максимальный объем используемой ОЗУ – 2 Гб;
7) поддерживает Windows 9X/NT/XP/2000;
8) не поддерживает работу с более чем пятью клиентами одновременно.
Таким образом, MSDE представляет собой аналог Microsoft SQL Server, поставляемый бесплатно, но обладающий рядом ограничений. Переход от MSDE к Microsoft SQL Server не требует каких-либо изменений в таблицах данных.