К

К.т.н., Арыстанбаев К. Е., магистр Умаров А.А., магистрант Умбетов А. Ж.

Южно-Казахстанский Государственный университет имени М.О.Ауэзова

Разработка проектов средствами комплекса GENESIS32

SCADA системы являются неотъемлемой частью современных автоматизированных систем управления процессами или как ее еще называют средой визуализации. Получив широкое распространение в начале 20-го века, сегодня уже трудно себе представить объект автоматизации, на который бы не была установлена SCADA система. Уже практически ушли в историю огромные шкафы с панелями вторичных приборов, на смену им пришли автоматизированные рабочие места (АРМ). Внедрение SCADA систем приводит к существенному удешевлению эксплуатации вторичного оборудования на крупных объектах, путем переноса индикации и накопления технологической информации на пульт диспетчера АРМ.

GENESIS32 является комплексом 32-разрядных приложений для операционных систем Microsoft Windows 98/NT/ME/2000/XP/2003, построенных в соответствии со спецификацией OPC. GENESIS32 предназначен для создания программного обеспечения сбора данных и оперативного диспетчерского управления верхнего уровня систем промышленной автоматизации. Это первая в промышленной автоматизации полнофункциональная система для приложений OPC, SNMP, SCADA, BACnet и человеко-машинного интерфейса на базе Web-технологий.

Приложение, объединяющее в себе средства разработки и просмотра графических мнемосхем автоматизированных рабочих мест оператора АСУ ТП. Мнемосхемы (экранные формы) могут создаваться как на основе встроенных средств рисования, так и управляющих элементов ActiveX других производителей. Алгоритмы вторичной обработки данных и процедуры управления экранными формами могут разрабатываться в интегрированной среде разработки и исполнения сценариев Visual Basic for Аpplications (VBA).

GraphWorX32 является инструментальным средством, предназначенным для визуализации контролируемых технологических параметров и оперативного диспетчерского управления на верхнем уровне АСУ ТП, который полностью соответствует требованиям к клиенту OPC и поддерживает технологии ActiveX и OLE [1]. Пример мнемосхемы в GraphWorX32 показан на рисунке 1.

Рис. 1. Пример мнемосхемы в GraphWorX32

Основные характеристики GraphWorX32:

- Многопоточное 32-разрядное приложение;

- Возможность обмена данными с любыми серверами OPC;

- Мощные инструменты для создания экранных форм и динамических элементов отображения;

- Возможность встраивания элементов управления ActiveX и объектов OLE;

- Встроенная среда редактирования сценарных процедур Microsoft Visual Basic for Applications;

- Динамизация элементов отображения со временем обновления графической информации 50 мс;

- Поддержка шаблонов экранных форм, содержащих наиболее часто используемые слои графических объектов;

- Возможность встраивания в HTML страницы и другие контейнеры OLE (MS Word, MS Excel, MS Access и др.);

- Возможность просмотра браузерами Интернет, такими как MS Internet Explorer;

- Обширная библиотека элементов отображения, ориентированных на построение мнемосхем промышленных объектов;

- Возможность встраивания графиков TrendWorX32 и экранов AlarmWorX32

- Средства импорта графических метафайлов (WMF) и растровых изображений (BMP)

- Встроенный редактор выражений для выполнения математических, функциональных, логических и других операций над данными

TrendWorX32

Приложение TrendWorX32 представляет открытое решение по высокопроизводительному построению графических зависимостей контролируемых параметров. Поддерживает спецификацию OPC доступа к историческим данным (OPC HDA), устанавливающую требования к подсистеме накопления и регистрации значений контролируемых параметров в различных базах данных с возможностью последующего извлечения и представления на графиках, рисунок 2 [1].

Рис. 2. Внешний вид программы TrendWorX32 Configurator

TrendWorX32 SQL Server предназначен для приема данных от OPC-серверов, записи в базу данных MS Access, MS SQL Server 7.0, Oracle или Microsoft Data Engine (MSDE) с использованием заданных алгоритмов архивации и предоставления данных клиентским приложениям, соответствующим спецификации OPC Historical Data Access 1.0 (OPC HDA — спецификация OPC доступа к историческим данным). Конфигурация TrendWorX32 SQL Server создается при помощи приложения TrendWorX32 Configurator и помещается в конфигурационную базу данных Microsoft Access.

В рамках конфигурации TrendWorX32 SQL Server для баз данных, в которых предполагается архивировать текущие данные серверов OPC, создаются объекты доступа к данным с использованием стандартной подсистемы Microsoft Data Access Components (MDAC). При этом каждому объекту доступа к данным в конфигурационной базе данных соответствует так называемая группа базы данных.

Каждая группа базы данных содержит, по крайней мере, одну группу архивируемых тегов, ссылающихся на теги в серверах OPC, информация о которых должна сохраняться в базе архива. Опрос тегов OPC выполняется с использованием периода сбора данных, установленного для содержащей их группы.

Запись значений тегов в базы данных производится в соответствии с алгоритмом архивации, установленным для содержащей их группы, с использованием стандартной технологии ActiveX Data Objects (ADO).

Извлечение данных из базы архива может выполняться следующими способами:

- с использованием элемента просмотра графиков TrendWorX32 Viewer ActiveX в режиме просмотра исторических данных,

- с помощью приложения генерации отчетов TrendWorX32 Reporting,

- с помощью управляющего элемента TrendWorX32 SQL Tool, вставленного в любой контейнер ActiveX, включая GraphWorX32, TrendWorX32, AlarmWorX32, приложение на Visual Basic, C++, Delphi и т.п.,

- с помощью любого клиента OLE DB, написанного на языках Visual Basic, VBA, Visual C++ и т.п.,

- с помощью любого клиента применяемой базы данных с использованием SQL-запросов.

AlarmWorX32 - мощная подсистема обнаружения, идентификации, фильтрации и сортировки аварийных и других событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и состоянием технических средств АСУ ТП.

AlarmWorX32 является набором программных компонентов, предназначенных для обнаружения аварийных событий, оповещения оперативного персонала, приема подтверждений восприятия информации об аварийных событиях и регистрации информации об авариях в базе данных.

Основные функциональные возможности AlarmWorX32:

1) Обнаружение аварийных событий по множеству признаков и критериев, настраиваемых пользователем

2) Передача информации об обнаруженных авариях клиентским приложениям, расположенным на разных узлах локальной или глобальной сети

3) Простое оповещение персонала об обнаруженных аварийных событиях путем прерывистого отображения информации об аварии и звукового сигнала

4) Голосовое оповещение персонала об обнаруженных аварийных ситуациях

5) Оповещение персонала путем автоматического дозвона по коммутируемым каналам связи (пейджер, e-mail, факс) с передачей сообщений об аварийных событиях и приемом подтверждений восприятия от ответственных лиц

6) Персональное планирование оповещения для привлечения к мероприятиям по устранению аварийной ситуации только дежурного персонала

7) Анализ аварийных событий и действий ответственного персонала

8) Объединение всех аварийных событий и подтверждений восприятия системных сообщений ответственным персоналом в сводки аварийных событий

9) Отображение вспомогательной информации для аварийных событий, позволяющей локализовать и устранить причины аварии

10) Связь с аппаратными средствами системы через интерфейсы OPC

11) Возможность запуска сервера обнаружения аварий в качестве службы Windows NT

12) Возможность записи информации о событиях в журнал Windows NT

13) Мощное средство конфигурирования признаков аварийных событий

14) Управляющий элемент ActiveX просмотра текущих аварийных событий

15) Управляющий элемент ActiveX просмотра архива событий

16) Встроенная среда редактирования сценарных процедур Microsoft Visual Basic for Applications 6.0

Компания Iсonics - один из создателей ОРС-сообщества, лидер в области приложений, базирующихся на ОРС-технологии - в новой версии SCADA-системы GENESIS32 V9 использует встроенную поддержку технологии OPC UA и туннелинг OPC-данных (компонент DataWorX32). DataWorX32 OPC архитектура туннелинга представлена на рисунке 3.

Все OPC-совместимые приложения-клиенты могут обмениваться данными с локальными устройствами или по сети. Кроме того, обмен может осуществляться более чем с одним сервером OPC одновременно.

Любое приложение-клиент OPC может обмениваться данными с любым OPC-сервером данных (OPC DA), OPC-сервером тревог и событий, и OPC-сервером исторических данных (HDA).

DataWorX32 в пакете GENESIS32 V9 представлен в трех модификациях: профессиональной, стандартной и облегченной.

DataWorX32 содержит большое количество принципиально новых возможностей:

- полное резервирование OPC-данных, OPC тревог и событий и OPC исторических данных;

- туннелинг для любых сторонних OPC-серверов и OPC-клиентов;

- новую утилиту MonitorWorX, обеспечивающую централизованную диагностику системы и отображающую ее производительность;

- интеграцию туннелинга в универсальном навигаторе данных;

- группировку OPC-тегов и построение мостов данных.

Рис.3. DataWorX32 OPC архитектура туннелинга

Новая технология туннелинга OPC включена во всех версиях DataWorX32 V9 и позволяет связывать удаленный OPC-сервер с локальными клиентами устойчивым и безопасным способом. Туннелинг OPC основан на мощной коммуникационной платформе GenBroker™, которая обеспечивает высокоэффективную и устойчивую связь, заменяя протокол DCOM от Microsoft. Туннелинг OPC в DataWorX32 V9 полностью совместим OPC-стандартом, не нарушает систему сетевой защиты IT, поддерживает связь по LAN, WAN и Интернет со всеми атрибутами встроенной безопасности. И полностью поддерживает открытые стандарты промышленности и протоколы:

- OPC доступа к данным (OPC Data Access DA 3.0);

- OPC тревог и событий (OPC Alarm and Event);

- OPC доступа к историческим данным (OPC Historical Data Access);

- OPC единой архитектуры (UA);

- протоколов связи TCP/IP и XML. [2]

Таким образом GENESIS32 является одним из наиболее ярких примеров реализации SCADA-системы, отвечающей самым современным требованиям. Знакомство с возможностями пакета GENESIS32 позволяет утверждать, что составляющие его программные компоненты GraphWorX32, TrendWorX32 и AlarmWorX32 обладают необходимой функциональной полнотой и сбалансированностью функций. Они могут работать как автономно на разных узлах локальной и/или глобальной вычислительной сети, так и совместно на одной рабочей станции. Тем самым обеспечивается максимальная гибкость и возможность масштабирования системы.

Литература

1. Электронный справочник по Genesis 32 версия 6.0, http://www.prosoft.ru

2. Швецов Д. SCADA-система GENESIS32 в сквозной автоматизации производства//журнал «ИСУП». – 2007. - № 4 (16). – С. 7-10.