SCADA-система Intouch
InTouch – быстрое и удобное средство для создания приложений, предоставляющих интерфейс человека с машиной (HMI), в операционной системе Microsoft Windows. InTouch входит в состав WonderwareFactorySuite. Программное обеспечение InTouch состоит из двух основных программ WindowMaker и WindowViewer и нескольких диагностических программ.
WindowMaker – это среда разработки, в которой с помощью объектно–ориентированной графики создаются анимационные сенсорные окна. Эти окна могут подключаться к промышленным контроллерам ввода/вывода и к другим приложениям Microsoft Windows.
WindowViewer – это среда выполнения, в которой отображаются графические окна, созданные с помощью WindowMaker. WindowViewer выполняет Quick–сценарии InTouch, регистрирует и генерирует отчеты по архивным данным и сигналам, и может выступать в роли клиента или сервера для коммуникационных протоколов DDE и SuiteLink.
С помощью InTouch можно создавать мощные, функционально развитые приложения, использующие основные преимущества операционной системы Microsoft Windows, включая объекты ActiveX, OLE, графические возможности и многое другое. Возможности InTouch могут быть расширены за счет добавления созданных пользователем элементов ActiveX, мастеров, генерируемых объектов, а также и путем создания Quick–сценариев InTouch.
Приложения InTouch применяются во всем мире в различных отраслях, включая пищевую, бумажную промышленность, производство полупроводников, добычу газа и нефти, автомобилестроение, химию, фармацевтику, транспорт, коммунальные службы и другие отрасли.
InTouch обладает следующими функциональными особенностями.
Иерархический Менеджер приложения (Application Explorer) предоставляет улучшенные средства навигации. Например, Вы видите названия всех созданных Вами окон, и при двойном нажатии на название окна оно раскрывается. Если нажать на названии окна правой кнопкой мыши, появляется меню с различными командами, позволяющими открыть окно, сохранить его, открыть Quick–сценарии данного окна, открыть панель его свойств и т. д. Менеджер приложения (Application Explorer) позволяет также быстро получить доступ ко всем типам Quick-сценариев InTouch, всем командам настройки, словарю тэгов, утилите перекрестных ссылок и утилите создания шаблонов супертэгов (SuperTags TemplateMaker). Менеджер приложения (Application Explorer) позволяет создавать ярлыки для запуска других программ пакета FactorySuite или других приложений. Вывод Application Explorer на экран не является обязательным.
Создаваемые приложения могут одинаково работать под Windows 95 и Windows NT, не требуя преобразований для перехода с одной из этих систем на другую.
Система InTouch поддерживает объекты OCX, ActiveX и OLE. Элементы управления OCX или ActiveX можно легко добавлять в любое окно приложения и на панель инструментов. Предоставляются средства для управления событиями, получения доступа к методам и свойствам элементов прямо из Quick–сценариев InTouch. Свойства элементов OCX или ActiveX можно привязывать напрямую к тэгам InTouch.
Словарь тэгов InTouch поддерживает до 60000 тэгов. Конкретное число поддерживаемых тэгов зависит от приобретенной лицензии.
Мониторинг отказа оборудования. Начиная с версии 7.0, InTouch поддерживает три поля тэгов (RawValue, MinRaw и MaxRaw), которые можно использовать в Quick-сценариях InTouch для отслеживания показаний приборов типа «за пределами диапазона», «вне пределов калибровки» или «отказ».
Ссылки на удаленные тэги позволяют получать данные от сервера ввода/вывода, не создавая соответствующие тэги в локальном словаре. Удаленные тэги включают данные, определенные в большинстве источников данных ввода/вывода, например, Microsoft Excel или удаленный узел View. При импорте графических окон можно быстро преобразовывать их тэги–заглушки в удаленные тэги, чтобы создать клиентские приложения, не имеющие локального словаря тэгов.
Quick–функции могут быть сконфигурированы, как асинхронные. Асинхронная конфигурация создается в среде разработки WindowMaker, а выполняется в среде выполнения WindowViewer. Quick–функции работают в фоновом режиме, пока выполняется процесс WindowViewer. Это позволяет WindowViewer отделять такие трудоемкие операции, как запросы SQL к базе данных и циклы FOR NEXT, от основных потоков программы. Когда подобные длительные операции выполняются через асинхронные Quick–функции, все связи анимации и другие функции InTouch остаются активными.
WindowViewer может работать как служба NT. Благодаря этому основные компоненты InTouch, такие как архивирование данных, обеспечение алармов и данных ввода/вывода, приобретают свойства службы NT. Эти качества, характерные для службы, обеспечивают непрерывную работу WindowViewer, невзирая на многократные входы и выходы из операционной системы, например, при смене операторов. Другим преимуществом является то, что WindowViewer автоматически запускается при восстановлении питания или после выключения и включения компьютера. WindowViewer может запускаться без участия оператора, не нарушая безопасность операционной системы NT.
Новая распределенная система поддерживает параллельно несколько серверов или "провайдеров" алармов, позволяя операторам одновременно просматривать и выдавать подтверждения алармов, поступающих с различных удаленных участков.
Распределенная система архивных трендов позволяет динамически определять разные источники архивных данных для каждого пера тренда. Оператор может также просматривать на одном и том же тренде архивные данные InTouch и IndustrialSQL.
Теперь можно разрабатывать приложение с одной разрешающей способностью экрана, а выполнять его при другом разрешении без какого-либо ущерба для исходного приложения. Приложения могут также работать при разрешении, определенном пользователем, вместо стандартного.
Ссылки на источники данных могут меняться с динамической адресацией к нескольким источникам данных в одном единственном тэге.
Новые функции удаленной разработки позволяют разворачивать крупные многоузловые приложения с возможностью обновления всех узлов сети с одной станции разработчика.
FactoryFocus – это среда выполнения только для просмотра версии InTouch 5.6 или более поздней. Она позволяет менеджерам и диспетчерам просматривать процесс выполнения HMI-приложения в реальном режиме времени. В режиме просмотра повышается безопасность системы, поскольку невозможно изменить никакие данные. Для использования InTouch FactoryFocus не нужно изменять приложения InTouch.
InTouch FactoryFocus работает только как клиент. Данные из FactoryFocus не могут передаваться по протоколу DDE, FastDDE или импортироваться в другие программы, такие как Excel. Алармы можно просматривать, но не подтверждать. Такие функции, как связи анимации, тэги, тренды реального времени и архивные тренды, действуют только в режиме просмотра.
К другим особенностям и преимуществам InTouch относятся:
– поддержка более чем 300 различных серверов ввода/вывода;
– экономичное решение для просмотра процессов, гораздо более дешевое, чем полноценный человеко-машинный интерфейс (HMI);
– формат VTQ (Value – значение данных, Timestamp – маркер времени, Quality – маркер качества) для внешних тэгов обеспечивается сервером ввода/вывода;
– протокол Wonderware SuiteLink, позволяющий передавать команды приложения (чтение, запись, обновление) вместе со связанными данными между приложениями клиента и сервера;
– удобная работа в сети с помощью Wonderware NetDDE;
– просмотр процессов приложения в реальном режиме времени;
– поддержка стандартного графического интерфейса пользователя (GUI) Windows95/NT;
– поддержка длинных имен файлов Windows 95 и Windows NT.
5. Реализация решения.
Обмен данными
Основной причиной, по которой открытая система всегда является более предпочтительной, чем закрытая — это неизбежная функциональная ограниченность любого, даже очень большого и универсального программного продукта.
Открытость WinCC поддерживается на всех уровнях работы этой системы за счет использования открытых интерфейсов и доступности внутренних структур WinCC.
Обмен данными с другими Windows-приложениями осуществляется при помощи механизмов DDE, OLE, ODBC/SQL (см. рисунок 1). Поддержка интерфейса OLE 2.0 позволяет разработчику встраивать в WinCC-приложение как OLE-документы, так и компоненты ActiveX. Подсистема архивации базируется на известных реляционных базах данных. Существует возможность выбора между dBase и Sybase. Доступ к базам данных осуществляется через стандартный интерфейс ODBC и через API-интерфейс WinCC. Подсистема Global Scripts в WinCC включает в себя ANSI C интерпретатор для написания обработчиков событий и функций на языке С. Кроме стандартных С-функций в основной пакет входит WinCC API. В обработчики событий можно включать свои DLL-библиотеки, разработанные, например, на Visual C++.
Факт наличия у SCADA-системы развитого API свидетельствует о высокой степени ее открытости. В WinCC предусмотрен специальный открытый пакет разработчика ODK (Open Developer's Kit), содержащий обширный набор библиотек и заголовочных файлов для создания внешних приложений, а также развернутую справочную систему.
Говоря о коммуникационных драйверах, следует отметить, что и здесь WinCC придерживается открытых стандартов. Кроме наличия коммуникационных драйверов для контроллеров SIMATIC, WinCC поддерживает всемирно известные спецификации для обмена данными, среди которых: Modbus Serial, Profibus, Industrial Ethernet и другие. Кроме того, использование коммуникационного драйвера OPC (OLE for Process Control) базирующегося на технологии DCOM, делает WinCC перспективной и современной SCADA-системой
Система WinCC может использоваться как в однопользовательском варианте, так и в клиент-серверном варианте. К WinCC-серверу, принимающему данные с ПЛК, может быть подключено до 16 WinCC-клиентов, которые будут иметь всю информацию об изменениях у себя на экранах. В WinCC 5.0 поддерживается до 6 серверов, что позволяет создавать распределенные приложения, тем самым повышая эффективность системы в целом.
В настоящее время на базе WinCC специалистами фирмы СМС ("Сенсоры, Модули, Системы", г. Самара) выполнено и находится в процессе реализации несколько WinCC-проектов. Некоторые из них, например система управления резервным дизель генератором аэропорта "Самара" и АСУ ТП Волжской ГЭС реализованы с использованием WinCC и контроллеров SIMATIC S7. Другие, например, информационно-диагностическая система для автоматизированного сбора, обработки, отображения и архивирования параметров турбогенератора на Самарской ТЭЦ, используют промышленные контроллеры на базе шины VME (производства фирмы PEP Modular Computers) под управлением ОС реального времени OS-9 и прикладных программ, реализованных на ISaGRAF. Связь между оперативной ПЭВМ и ПЛК осуществляется по протоколу Modbus.