Category Archives: SCADA системы

SCADA-системы на российском рынке автоматизации

Большинство промышленных предприятий страны нуждается в модернизации автоматизированных систем управления технологическими процессами. Действующие АСУ ТП, созданные 30 лет назад, базировались на мини-ЭВМ, которые сегодня физически и морально устарели. Впрочем, интерес к построению высокоэффективных и надежных систем диспетчерского управления и сбора данных ощутим во всем мире. К этому подталкивает, с одной стороны,  прогресс в области вычислительной техники, программного обеспечения, телекоммуникаций, а с другой, непомерно возросшая роль «человеческого фактора» в возникновении аварий и иных ЧП на транспорте, в энергетике, различных отраслях промышленности.
Отечественная и международная практика предлагает для построения эффективного человеко-машинного интерфейса новейшие системы диспетчерского управления и сбора данных – SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition).
На отечественном рынке получили признание два десятка SCADA-программ, среди них такие, как In Touch (Wonderware, США), FIX (Intellution, США), Factory Link (фирма-изготовитель United States DATA Co, США), Genesis (Iconics, США), WinCC (Siemens, Германия), RealFlex (RealFlex  Systems, США), Sitex (Jade Software, США), Trace Mode (AdAstra, Россия), Simplicity (GE Fanuc Automation, США), RSView (Rockwell Software Inc., США), Wizcon (Emation, Израиль) и другие.
Для их разработчиков характерно стремление создать открытые  SCADA-программы для систем управления производством, расширить сервисные возможности для тех, кто занят его комплексным обновлением.
Общее для SCADA-систем – автоматизированная разработка, позволяющая создать специализированное прикладное программное обеспечение (ППО) пультов операторов и диcпетчеров без реального программирования, средства регистрации сигналов об аварийных ситуациях, хранения информации  и ее постобработки, визуализации информации в виде графиков, гистограмм и т.д.
Для нынешнего рынка SCADA-систем показателен поворот в сторону использования  в качестве платформы операционной системы MS Windows NT.
Высокая степень интеграции систем автоматизации в свою очередь диктует необходимость продуманного уровня сетевого сервиса, качества технической поддержки SCADA-систем, а значит, инжиниринга и менеджмента проектов.
Немаловажное значение приобретает «открытость» новых систем,  возможность адаптировать пакет с минимальными затратами под конкретные нужды производства.
В качестве примера расскажем подробнее о двух  компаниях, предлагающих интересные решения в этой области.

«НАУЦИЛУС» – СИСТЕМНЫЙ ИНТЕГРАТОР
Научный центр информационно-логических управляющих систем («НАУЦИЛУС») ведет свой отсчет с апреля 1990 года. Он стал одной из первых фирм, рискнувших выйти в море частного бизнеса. Команду составили сотрудники одного из оборонных НИИ – разработчики высокопроизводительных, высоконадежных систем реального времени. Набиравшая темпы конверсия подтолкнула их к мысли – использовать найденные решения для промышленных систем крупных гражданских предприятий. Те остро нуждались в совершенствовании  своих АСУ ТП, базировавшихся на устаревшей вычислительной технике. На рынке к тому времени начинался бум персональных компьютеров и в офисном, и в промышленном исполнении. Этим было грех не воспользоваться.
Первой заявкой фирмы явилась качественно обновленная в 1993 году система управления плавильного цеха медного завода комбината «Норильский никель». Плавка меди – сложнейший процесс, где конечный результат зависит от множества факторов, управлять которыми вручную  практически невозможно. К тому же температура, загазованность, вся атмосфера в цехе была такова, что техника через полгода  выходила из строя. Система, предложенная фирмой, вобрала в себя компьютеры со специальной защитой, обеспечивающей их многолетнюю надежность, и SCADA пакет– систему обработки и управления информацией.
Пользователи систем контроля и управления нуждаются в мощных и в то же время недорогих решениях, отвечающих требованиям прикладных задач. Им соответствует RealFlex 4, многозадачный, многопользовательский, базирующийся на РС компьютерах пакет программного обеспечения реального времени. Он разработан фирмой RealFlex Software Inc. (RSI, США).
Возможности SCADA-системы во многом зависят от того, на базе какой операционной системы (ОС) они работают. В данном случае в качестве базовой ОС служит канадская QNX (QNX Software Systems Ltd.). О своем выборе специалисты не жалеют: многозадачная, многопользовательская сетевая операционная система реального времени хорошо зарекомендовала себя в работе многочисленных систем АСУ ТП, как верхнего уровня управления (АСУ ТП предприятия), так и нижнего (ОС встроенных систем и интеллектуальных контроллеров, в том числе работающих в сети АСУ ТП предприятия).
32-битовая операционная система обеспечивает RealFlex 4 встроенным сетевым взаимодействием «точка-точка», режимом работы с защищенной памятью и целостной файловой системой.
Опираясь на возможности ОС QNX, пакет RealFlex обеспечивает синхронную работу нескольких десятков рабочих мест операторов в рамках единой системы, связанных между собой по локальной сети. Система располагает всеми необходимыми средствами для построения АСУ ТП, что обеспечивает ее быструю настройку на конкретный объект пользователя, сбор и обработку данных, тревог по многотысячным точкам, поддержку работы драйверов различных устройств ввода/вывода, хранение и графическое отображение данных предыстории, вычисления в оперативном режиме и т.д. Если кабель или сетевая плата выходит из строя, то система будет автоматически перенаправлять данные через другую сеть.
Поскольку QNX – многозадачная система, пользователь RealFlex имеет многочисленные открытые окна, в каждом из которых одновременно выполняется самостоятельная задача и происходит обновление данных. Сканеры ввода/вывода могут запускаться постоянно в фоновом режиме без прерывания человеко-машинного интерфейса.
Благодаря партнерству московских специалистов и американской фирмы RSI — RealFlex Systems Inc. в странах СНГ успешно функционируют десятки систем управления производством, использующих интегрированный пакет RealFlex и операционную систему QNX.
Появление этого инструментального пакета означало, что теперь специалистам предприятия нет нужды самим заниматься написанием подобных программ. Несмотря на то, что SCADA-пакет – достаточно дорогой продукт, он быстро окупается. Если проводить аналогию со строительством, то появилась возможность создавать конкретные системы управления из готовых блоков. Это обусловило широкое внедрение новых инструментальных программных технологий в самых различных отраслях. Естественно, они развивались, умножали свои функции.
В 1995 году фирма Jade Software Ltd. (Великобритания) предложила новый универсальный интегрированный SCADA-пакет — Sitex, работающий под управлением OC QNX. Пакет Sitex рассчитан на  требовательные запросы в области систем  управления. К тому же он более доступен по цене.
Существующие информационные системы позволяют менеджеру, находясь в любом городе и имея доступ в Интернет, вызвать на экране «картинку» плавильного цеха Норильского горно-металлургического комбината и посмотреть, что там происходит. Удаленный мониторинг – это принципиально новый этап в развитии АСУ ТП. Такой способностью – управлять через Интернет обладает, к примеру, появившаяся в 1998 году на российском рынке система Wizcon фирмы Еmation (Израиль).
Назначение SСADA-пакетов – сократить сроки создания конкретных систем управления. Все они обладают, в общем-то, одинаковым набором элементов для построения подобных систем. Программистам предприятия не надо писать свою программу – есть возможность просто настроить существующую инструментальную систему под конкретные задачи. Более того, со SCADA-пакетом может работать уже не программист, а непосредственно специалист по управлению предприятия.
…Не так давно в фирму «НАУЦИЛУС» обратились специалисты ТЭЦ-25 Мосэнерго с просьбой помочь автоматизировать котлотурбины трех блоков, системы химводоочистки и экологического контроля.            Сложность технологических процессов такова, что без средств автоматизации их уже невозможно реализовать. Внимательно изучив «фронт» будущих работ, проведя системный анализ, представители фирмы занялись подбором необходимых компьютеров, контроллеров и иной техники как российской, так и западной. Возможности, заложенные в SCADA-пакете RealFleх, позволили  в короткие сроки качественно обновить АСУ ТП энергопредприятия, обеспечив, что немаловажно, взаимодействие новых решений с ранее введенными компонентами автоматизации. Сдав систему, «НАУЦИЛУС» продолжает опекать свое детище, помогая  поэтапно наращивать, развивать ее. Открытость систем, возможность модернизации – существенное их достоинство.
В активе фирмы, помимо автоматизации системы управления на «Норильском никеле», внедрение АСУ ТП в АО «Северные магистральные нефтепроводы» (гор. Ухта), на Оренбургском газоперерабатывающем заводе, «Салаватнефтеоргсинтезе», водоканале гор. Миасс, Череповецком городском узле электросвязи, на важных народнохозяйствен-ных  объектах гор. Северска, Ангарска, Братска, Альметьевска, Набережных Челнов и других. Заказчиками  выступают главным образом предприятия, представляющие естественные монополии – энергетику, нефте- и газодобычу, металлургию. «К сожалению, машиностроители, легкая промышленность пока в тени. Все ссылаются на нехватку средств», – как отметил директор «НАУЦИЛУСА», к.т.н. А.Н. Иванов.
«НАУЦИЛУС» приступает к комплексной автоматизации зданий, используя SCADA-системы. Закладывая их в проект при строительстве, фирма многократно снижает общие расходы, по сравнению с  созданием пожарной сигнализации, охранной системы, домофонной связи и т.д. по отдельности. То есть речь идет о создании единой структурированной информационной сети. Используя кабельную систему, которая не намного сложнее, чем обычная телефонная разводка, разработчики обеспечивают проводку через нее всевозможных сигналов тревоги, управления и информации. Это дает возможность дистанционно регулировать вентиляцию, температуру, освещение, кондиционирование воздуха в помещениях.

РОССИЙСКАЯ МАРКА AdAstra
Российская фирма AdAstra Research Group, Ltd образована в 1992 году. Начав с нуля, она постепенно превратилась в крупнейшего отечественного производителя программного обеспечения для промышленной автоматизации. По данным за 1999 год SCADA-система этой компании TRACE MODE занимала примерно 48 процентов российского рынка, став ведущей системой программного обеспечения в стране.
За минувшее десятилетие AdAstra, подчеркивает президент Л.В.Анзимиров, не только сохранила потенциал разработчиков, но и вывела свою продукцию на международный уровень, став конкурентом ведущих зарубежных систем по качеству и объему функций, по экономическим показателям.
Привлекательность TRACE  MODE в самой фирме объясняют несколькими основными факторами. Прежде всего, это высокая функциональная насыщенность SCADA-системы, постоянное ее совершенствование, ориентация на новые технологии. Свои результаты дает политика бесплатного написания и предоставления пользователям драйверов УСО, качественная техническая поддержка разработчиков АСУ на местах. Естественно, сказывается разумная ценовая политика фирмы: TRACE MODE примерно вдвое дешевле зарубежных аналогов, не уступая им по качеству.
Предложенная московскими специалистами система предназначена для сбора, обработки, графического показа и управления технологическими процессами в реальном времени. На ее основе можно создавать автоматизированные рабочие места операторов-технологов, диспетчеров, сменных инженеров и т.д., а также вести разработки полнофункциональных распределенных АСУ ТП масштаба предприятия. Практика многократно подтвердила все эти возможности.
SCADA-система TRACE  MODE в настоящее время имеет свыше 4000 инсталляций — работает в энергетике, металлургии, нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности, в коммунальном хозяйстве, по числу внедрений в России значительно опережая зарубежные пакеты подобного класса.
Она несет, в частности, службу на центральном пульте диспетчерского управления Красноярской ГЭС, на Харанорской и Гусино-озерской ГРЭС, в региональной системе управления энергопотоками Татарстана. Недавно запущена на первых двух энергоблоках по 210 Мвт ГРЭС «Нассирия» (Ирак). Широко используется в атомной промышленности (НПО «Маяк», ПО «Радон»). Систему оценили на Старо-Оскольском электрометаллургическом комбинате, где  автоматизировали линию непрерывной разливки стали, а затем, печь металлизации, используя последнюю модификацию пакета, и на Братском алюминиевом заводе. Еще в середине 90-х годов TRACE  MODE «прописалась» на АвтоВАЗе, в Центральном банке РФ, Центре подготовки космонавтов.
Фирма все активнее выходит на международный рынок, участвуя в крупнейших зарубежных выставках Европы и Азии. Год назад были осуществлены первые продажи за рубеж. Российская система вызвала большой интерес специалистов на крупнейшей в Европе выставке по промышленной автоматике –  BIAS-1998 (Милан, Италия). AdAstra имеет дистрибьюторское соглашение с итальянской компанией Applidea Srl. Аналогичные договоренности о распространении TRACE MODE заключены с компаниями Японии, Малайзии, Таиланда и Южной Кореи.
В эти дни реализуется проект по созданию АСУ на крупнейшем нефтеперерабатывающем предприятии Европы «Сарос» (Италия) с применением TRACE MODE.
Детище российской школы разработки, эта SCADA-система служит наглядным примером того, как надо отлаживать технологию производства коммерческих продуктов.
Жесткая конкуренция способствовала тому, что TRACE MODE оптимально адаптирована к современным российским условиям. Она, к примеру, обеспечивает поэтапное обновление аппаратных средств АСУ ТП предприятия. Вместо того чтобы выбрасывать жизнеспособное, но дряхлеющее оборудование, здесь могут с ее помощью заменять лишь вышедшие из строя устройства. TRACE MODE ориентирована на стандартные и легкодоступные, а потому и недорогие программные средства.
В 1988 году фирма перешла на пятую версию TRACE MODE. Она основана на DCOM – базовой 32-разрядной технологии корпорации Microsoft. Благодаря современной архитектуре система реального времени обладает очень высокой производительностью, содержит ряд новых технологий проектирования. Среди них разработка распределенной АСУ ТП как единого проекта, автопостроение, оригинальные алгоритмы обработки сигналов и управления, объемная векторная графика мнемосхем, единое сетевое время, уникальная технология графического просмотра архивов на рабочих местах руководителей.
Отдельные модули системы теперь легче сопрягаются между собой, а это означает, что АСУ ТП на базе TRACE MODE нетрудно поддерживать, развивать и интегрировать в корпоративные информационные системы.
Новое поколение средств проектирования TRACE MODE 5 ориентировано на создание распределенных АСУ единым проектом – от контроллеров до операторских станций, серверов архива и рабочих мест руководителей. Это позволяет в 1,5-2 раза сократить количество разработчиков, занятых в проекте. При разработке распределенной АСУ объемом в 1000 I/O выигрыш может достигать $5000 на проект (в России) и $50.000 на Западе, для АСУ в 10.000 I/O — соответственно $12.500 и $125.000.
Единый проект дает возможность формировать распределенную базу каналов, лучше проектировать информационные структуры, а также использовать технологии автоматического построения и поддержания проекта. Он позволяет инженеру службы эксплуатации быстро проследить информационные связи в рабочей среде. В итоге систему удается обслуживать меньшими силами.
Технология автопостроения означает автоматическое генерирование, поддержание и обновление информационных структур проекта АСУ ТП по основным данным.
Использованное в системе автопостроение освобождает разработчика от рутинных операций по «набивке« баз каналов. Он может уделить главное внимание решению важнейших проблем разработки. Наряду со значительным выигрышем в производительности труда удается сэкономить 7-10% от общей стоимости проекта АСУ ТП. Процедура авто-построения открывает дорогу для автоматического обновления  информационных связей на всех узлах системы, оптимизации  структуры проекта в ходе его реализации и эксплуатации.
TRACE MODE пятой версии – это новая степень свободы. Разработчики АСУ ТП могут  свободно конфигурировать задачи математической обработки, создавать собственные формы графического отображения информации. И, конечно, очень важно, что система ориентирована на работу в Интернете.
В TRACE MODE 5 входят около 50 различных модулей, различающихся набором функций или мощностью. Иными словами, пользователь имеет большой выбор. К тому же AdAstra предоставляет бесплатно диск с инструментальной системой на час работы: заказчик, таким образом, заблаговременно может протестировать предлагаемую ему систему, проверить правильность своего выбора.
Глобальное информационное хранилище обеспечивает надежное сохранение истории технологического процесса на удаленных дублированных серверах: запись 64000 параметров с дискретностью до 0.001 с. Информацию о ходе технологического процесса можно просматривать из любой точки планеты при помощи сети Интернет. Горячее резервирование и восстановление после сбоя является встроенной функцией системы. Причем работа резервированных систем полностью автоматизирована.
Помимо разработки программного обеспечения, специалисты AdAstra предлагают комплекс услуг, связанных с сопровождением проектов. Внимательно отслеживая их судьбу, профессионалы оказывают техническую поддержку (бесплатную – в течение года). Пользователь имеет доступ ко всем данным проекта с любого компьютера.

 

P.S. Деньги быстрее, чем за час! Срочная потребность в денежных средствах – частая ситуация в современных условиях как для бизнеса так и для личных нужд. Автоломбард Москва — быстрое и оперативное решение подобных вопросов.

 

    Канал связи GPRS в SCADA-системе ЭНТЕК

    При использовании каналов сотовой связи в режиме GPRS возможно два режима работы:

    • Контроллер имеет статический IP-адрес в глобальной сети Internet или внутри защищенной корпоративной (организованной услугами сотового оператора). Данный режим для контроллера не отличается от обычной локальной сети — контроллер ожидает входящие TCP-соединения от верхнего уровня. Сервер верхнего уровня должен видеть IP-адрес контроллера, «пинговать» его.
    • Контроллер выходит в сеть с динамическим адресом, при этом адрес может быть не публичным и связь с Internet осуществляется через шлюз NAT сотового оператора. В этом случае инициатором установки TCP-соединения с верхним уровнем является контроллер, далее верхний уровень опрашивает контроллер по установленному соединению. IP-адрес сервера настраивается в контроллере. Сервер должен иметь постоянный IP-адрес, или доменное имя.

    Во всех режимах обмен данными с контроллером осуществляется по протоколу МЭК 60870-5-104. Для использования GPRS необходимо в каналы обмена обмена контроллера добавить

    Свойства протокола

    Пример:

    Общий алгоритм работы

    Для того чтобы GPRS канал установился, необходимо чтобы в конфигурации контроллера был соответсвующий протокол и хотя бы один модуль протокола.

    Алгоритм работы начинается с чтения настроек протокола GPRS. Затем:

    1. открывается канал связи с модемом (COM — порт), попытка обнаружить модем на скоростях 9600 или 115200. Для этого посылается AT-команда и ожидается ответ. Если модуль обнаружен на скорости 9600, то модем перенастраивается на 115200 (без сохрания настроек) и п.5. Если связь не получилась или модем не отвечает, то

    2. подается команда на тег «Рестарт модема» всех модулей (значение «True» на 2 секунды, затем сброс в «False»).

    3. подобно п1 попытка найти и настроить модем. Если это удалось, то п5, иначе

    4. попытка настроить модем на скорость 9600 и перевод его в CSD режим. после выхода из этого режима п1

    5. запуск службы установки GPRS. Если результат безуспешный, то п1, иначе

    6. последовательная обработка всех модулей протокола. при этом, если по всем модулям значение тега «Связь» равно «False», то п7, иначе п6

    7. остановка службы GPRS, переход п1.

    GPRS — соединение сверху

    Назначение модуля — проверить наличие связи по GPRS. Для этого, время от времени

    (каждая 10-я итерация работы задачи) посылается эхо пакет указанному в свойстве модуля адресу.

    Свойства модуля:

    Теги модуля:

    GPRS — соединение снизу

    Назначение модуля — установить связь с сервером, передать канал связи потоку опроса МЭК 60870-5-104 SCADA-системы.

    Свойства модуля:

    Теги модуля:

    Необходимо:

    — в конфигурации контроллера должна быть включена задача МЭК

    — включен режим «ожидание входящих соединений от контроллера» в окне настройки

    программы, указанный в окне порт должен совпадать со свойством модуля «Порт сервера»

    — убрать галочку наличия связи с верхним уровнем на выбранном в протоколе COM-порту

      Динамические мнемосхемы без динамизации в MasterSCADA

      В MasterGraph мнемосхемы формируются не только из элементов собственной палитры, но и с помощью элементов дерева проекта, перетаскиваемых в мнемосхему. Этот раздел служит только напоминанием о возможностях стандартных элементов проекта, поскольку их подробное описание приведено в посвященных им отдельных статьях.

      В мнемосхему могут быть перетащены три вида элементов проекта: переменные, визуальные функциональные блоки, объекты. Все эти элементы не требуют для выполнения своих стандартных динамических функций дополнительных настроек, однако

      вы можете придать им дополнительные динамические свойства, как и любым обычным элементам палитры графического редактора. Обратите внимание, что именно такой способ создания динамических мнемосхем является наиболее простым и правильным с точки зрения идеологии Master SCADA .

      Переменные на мнемосхемах

      Переменные могут быть представлены на мнемосхемах в виде значений (создаются при перетаскивании объекта в мнемосхему левой кнопкой мыши) или щитовых приборов (создаются при перетаскивании объекта в мнемосхему правой кнопкой мыши). Значения и приборы уже сопоставлены с шкалой параметра и могут не только показывать числом, столбиком или стрелкой само значение параметра, но и отображать цветом нарушения заданных в шкале границ. Обратите внимание, что все графические представления переменных имеют аналог в палитре MasterGraph. Практически во всех случаях при создании мнемосхем за исключением отладочных и демонстрационных целей необходимо использовать переменные Master SCADA , а не эти элементы.

      Визуальные функциональные блоки на мнемосхемах

      Визуальные функциональные блоки (ВФБ) – это стандартные библиотечные элементы Master SCADA: исполнительные механизмы, технологические аппараты, элементы управления. Такие ВФБ при перетаскивании из дерева объектов на мнемосхему отображают заданное в них разработчиком графическое представление. Ряд ВФБ позволяет выбрать одно представление из нескольких (ВФБ «Задвижка», «Насос» и ряд других) или выбрать отдельное изображение для каждого состояния (ВФБ «Двухпозиционный механизм с выбором изображения»), либо выбрать отображаемый динамический мультфильм (ВФБ «Динамический ИМ»). Все они имеют окно управления с контролем прав доступа, способ отображения открытого (включенного) и закрытого (отключенного) состояния, индикацию аварии.

      Объекты на мнемосхемах

      Объекты могут быть представлены на мнемосхемах в виде кнопок вызова. При перетаскивании объекта в мнемосхему левой кнопкой мыши создается ссылка на документ «Мнемосхема» (на кнопке отображается ее сжатое изображение, либо любой рисунок по выбору разработчика, либо только надпись). При перетаскивании по правой кнопке мыши из списка имеющихся документов объекта выбирается документ, на который нужно создать ссылку. Если выбрать в списке «Изображение объекта», то будет вставлено изображение объекта. Вы можете дополнительно динамизировать кнопку объекта, чтобы, например, красной рамкой отображать аварию. Изображение объекта – это символ (обычно, динамический), который, будучи помещен на мнемосхему, выполняет две функции одновременно:

      кнопки вызова документов (на щелчок мыши для вызова документов объекта реагирует вся площадь прямоугольника, заданного в качестве размера изображения объекта, за исключением элементов, имеющих собственную обработку событий от мыши)

      динамического отображения состояния объекта с помощью динамизации свойств элементов символа.

      Обратите внимание, что если вам не хватает стандартных библиотечных объектов Master SCADA, то правильнее всего создать новый, сформировав новый объект с необходимой обработкой данных и динамическим изображением, а затем поместив его в библиотеку. Внутренние связи между переменными объекта и динамическими свойствами его графического представления сохраняются, а привязка к проекту сводится к установлению только внешних связей с источниками и приемниками данных. Это гораздо удобнее, чем типизация на основе создания библиотечных объектов непосредственно в палитре MasterGraph.

        Внесение динамизированного элемента в Библиотеку MasterSCADA

        Только что мы уже упоминали удобство использования библиотеки при работе с символами и импортированными элементами управления ActiveX, однако зачастую библиотекой можно пользоваться и просто для хранения предварительно настроенных и динамизированных типовых элементов. На рисунке 1 показан пример занесения «Цилиндра» с динамизированным уровнем (процентом заливки) и цветом заливки в созданную нами библиотеку Динамизация. Для наглядности последующего выбора элемента из библиотеки предварительно переименуем его в «Индикатор уровня».

        Рис.1

        Вставим сохраненный элемент из библиотеки в мнемосхему другого проекта. Мы обнаружим (рис.2), что динамизация на панели свойств сохранилась.

         

        Рис.2

        Мало того, в новом проекте у нас изначально не было входа мнемосхемы с таким названием («Вход_Уровень»), но при вставке элемента на панели входов автоматически появится группа «Индикатор уровня» со входом «Вход_Авария» (рис.3).

         

        Рис.3

        А в панели динамизации вставленного элемента автоматически «прописывается» новый путь к входу динамизации (рис.4).

         

        Рис.4

        Теперь остается лишь не забыть привязать сам «Вход_Авария» к переменной в новом проекте с помощью панели свойств Входа (рис.5). Напомним, это производится перетаскиванием переменной из дерева объектов в графу «Объект».

         

        Рис.5

        Таким образом, библиотека – это хранилище графических объектов, включая динамические. Объектом может быть как отдельный элемент, так и группа элементов. При помещении объекта в библиотеку сохраняются все его свойства, настроенные пользователем, в том числе динамизация, как входных, так и выходных свойств.

          Динамизация произвольных ActiveX контролов в MasterSCADA

          Программные элементы управления ActiveX (контролы) могут быть заимствованы из Интернета, приобретены (как, например, широко известная библиотека символов для мнемосхем «Symbol Factory» — рис. 1), а также написаны на одном из стандартных универсальных языков программирования.

          Рис.1

           

          Добавить элемент ActiveX можно двумя способами:

          1. Выбрать в главном меню пункт «Сервис», подпункт «Органайзер ActiveX»
          2. Щелкнуть правой кнопкой мыши в панели «Палитра» по категории «Другие элементы ActiveX», в появившемся контекстном меню выбрать «Органайзер ActiveX» и в открывшемся списке переместить необходимый контрол в правую часть диалога.

           

          Рассмотрим использование ActiveX контрола на примера стандартного элемента «Календарь», который всегда присутствует в Windows. Пусть стоит задача предоставить оператору возможность выбора даты.

          Динамизация по входу

          Для того чтобы на календаре отображалась текущая дата, в дерево объектов вставляется функциональный блок (ФБ) «Текущее время». Выходы этого ФБ («Число», «Месяц» и «Год») перетаскиваются на соответствующие свойства «Календаря» в подзакладке «Входы» панели свойств. Теперь в режиме исполнения на календаре будет подсвечиваться текущее число, отображаться месяц и год.

          Рис.2

          Динамизация по выходу

          Для того чтобы дата, выбранная оператором, попадала в дерево объектов, необходимо создать три переменные Команда целочисленного типа (отдельно для числа, месяца и года) и перетащить их на соответствующие свойства на подзакладке «Выходы» панели свойств «Календаря».

          Упрощение работы с элементами управления ActiveX

          Как правило, импортированный откуда-либо элемент ActiveX используют затем в разных мнемосхемах и проектах, для чего помещают его в библиотеку. Обратите внимание, что перед помещением в библиотеку из этого элемента можно сделать символ. Это бывает удобно для упрощения дальнейшей работы с контролом, так как тем самым мы получим возможность оставить у него только нужные в дальнейшем свойства. Мало того, поскольку, как правило, эти свойства англоязычные, мы можем заодно и переименовать их (рис.3).

          Рис.3

           

            Мультфильмы в MasterSCADA

            В палитре MasterGraph есть элементы, которые являются динамическими уже по своей природе. Все они помещены в категорию «Мультимедиа» и в целом называются «Мультфильмы». Принципиально различается два вида мультфильмов:

            • «чужие» – импортированные из «внешнего» мира (имеют стандартные форматы gif и avi)
            • «свои» – созданные во встроенном редакторе

             

            Покадровый показ изображений

            Фактически, форматы gif и avi предназначены для «прокручивания» серии растровых изображений. Для этих целей используется элемент «Мультфильм». Для упрощения работы в нем, наряду с возможностью использования произвольных внешних файлов указанных форматов, есть ряд уже готовых динамических изображений:

            • насос
            • воздуходувка
            • мешалка
            • шнеки различных конфигураций
            • конвейеры
            • турбина

             

            В элементе «Мультфильм» обычно динамизируют два свойства. Свойство «Работа» приводит изображение в движение (вертится вентилятор, движется конвейер и т.п.). Когда оно отключено, элемент «остановится», то есть примет такой вид, каким его выносят на мнемосхему. Фактически, при этом отображается первый кадр мультфильма. Свойства группы «Рамка» (наличие и цвет) обычно используются для индикации аварии. Обратите внимание, что вместо этого элемента часто удобнее использовать элемент проекта – визуальный функциональный блок «Динамический ИМ». Иногда требуется не показ процесса движения механизмов и их частей, а управляемое поочередное включение отдельных статичных растровых изображений. Для этих целей предназначен элемент «Выбор изображения».

            Редактор мультфильмов

            Элемент «Мультфильм в рамке» («Мультфильм в круге») фактически является редактором мультфильмов. За основу обычно берется статическое растровое изображение, которое делается динамическим путем формирования дополнительных кадров по определенному закону изменения изображения. В настоящее время поддерживаются следующие законы (рис.1):

            1. набор изображений (аналогичен элементу «Мультфильм», но позволяет управлять скоростью движения)
            2. поворот изображения или вращение (обычно используется в рамках специально предназначенного для этого элемента «Мультфильм в круге»)
            3. расфокусировка (удобно для отображения процессов кристаллизации в химии и т.п.)
            4. смещение (для отображения любого линейного движения – поршни, груз на конвейере и т.п.)
            5. увеличение (удобно для привлечения внимания в случае аварии)

             

            Рис.1

            Созданный таким образом мультфильм придет в движение, только если динамизировать свойство «Пуск». Управление периодом отображения позволяет изменять скорость движения.

             

              Типовая динамизация стандартных свойств элементов в MasterSCADA

              Вспомним, что все элементы имеют две стандартные базовые группы свойств: «Положение» и «Отображение».

               

              Рис.1

              С помощью группы «Положение» можно динамически изменять размещение элемента на мнемосхеме, его размеры. Наиболее часто используются свойства группы «Отображение» («Отключен», «Мигание», «Заблокирован»), с помощью которых решаются задачи управления составом мнемосхемы для ее типизации («Отключен»), отображением аварий и переключений оборудования («Мигание»), блокирования нецелесообразных в текущей ситуации управляющих воздействий операторы («Заблокирован»). Рассмотрим эти три свойства подробнее. Динамизация имеющегося у каждого элемента мнемосхемы свойства «Отключен» позволяет отключать его изображение. Это широко используется при создании такого проекта, в котором одна и та же мнемосхема используется для отображения нескольких типовых объектов, незначительно отличающихся друг от друга. Разработчик один раз создает наиболее общую мнемосхему (принадлежащую типовому тиражируемому объекту), а затем «отключает» те элементы оборудования, которые отсутствуют на конкретном объекте. Они просто не отрисовываются за счет того, что их свойству «Отключен» задано значение ИСТИНА. Удобные для использования такого подхода объекты – насосные станции с переменным числом насосов, установки приточно-вытяжной вентиляции с необязательным использованием всех возможных элементов, теплопункты и т.п.

              Динамизация свойства «Мигание» позволяет быстро привлечь внимание оператора к какому-либо участку мнемосхемы. Разработчик проекта, исходя из требований эргономики, сам может решить, что лучше отображать миганием – аварию, процесс переключения двухпозиционного исполнительного механизма или еще какие-либо события. Часто для отображения аварийных ситуаций используют мигающую красную рамку. На рис. 1 за появление рамки (графический элемент прямоугольник без штриховки) «отвечает» вход динамизации «Вход_Авария», связанный с выходом функционального блока регулятора «Авария». Если от этой же переменной динамизировать свойство «Мигание», то рамка будет мигать всегда, когда есть авария (переменная «Авария»=ИСТИНА), однако обычно мигание нужно только для привлечения внимания оператора. Когда внимание уже привлечено, необходимо аварию «квитировать» – по нажатию дополнительной кнопки прекратить мигание рамки. Для реализации этой логики необходимо (рис.2):

               

              Рис.2

              1. Создать в проекте дискретную команду «Квитировать» и триггер для запоминания того, что авария уже квитирована.

              2. Перетащить правой кнопкой мыши команду «Квитировать» из дерева проекта в мнемосхему. Получим кнопку.

              3. Подать на вход включения триггера сигнал аварии, а на вход отключения сигнал квитирования.

              4. Перетащить выход триггера на свойство мигания рамки.

               

              Теперь оператор имеет возможность останавливать мигание аварийного предупреждения, сохраняя при этом красную рамку, как напоминание о том, что аварийная ситуация еще существует. Обратите внимание, что в этом примере продемонстрирована возможность одновременной динамизации нескольких свойств одного элемента мнемосхемы. Причем разные свойства можно привязывать как к одной переменной, так и к разным. Вход «Заблокирован» чаще всего используется для динамической блокировки кнопок, которые оператору нельзя в данный момент нажимать в силу технологических обстоятельств (это не имеет отношения к правам доступа, поскольку они и так проверяются в проекте). Например, некоторый механизм включен, и повторно давать команду на его включение уже смысла не имеет. Тогда кнопку, с помощью которой производится включение, можно динамизировать по состоянию «Включен» этого механизма. При этом до тех пор, пока «Включен»=ИСТИНА, кнопка будет бледно-серой, и не будет реагировать на клики мышкой.

               

                Динамизация по дискретным входам в MasterSCADA

                Теперь посмотрим, какие возможности дает динамизация по входу с помощью дискретной переменной, принимающей только одно из двух значений – ИСТИНА или ЛОЖЬ (1 или 0).

                Прямая динамизация дискретного свойства

                Возьмем тот же пример с уровнем. Сам уровень в емкости меняется линейно, но дополнительно мы хотим отобразить аварийное состояние емкости, вычисленное в проекте путем контроля различных параметров – давления, температуры, утечки (изменения уровня при закрытом сливе). Результатом этого вычисления в Master SCADA обычно является дискретная переменная типа Событие. Чтобы отобразить аварию путем мигания аварийного элемента, перетащим переменную на свойство «Мигание». Этого достаточно, чтобы элемент мигал, когда переменная принимает значение ИСТИНА.

                Обратная динамизация дискретного свойства

                Иногда переменную проекта надо предварительно инвертировать. Например, в проекте вычисляется состояние нормы объекта, а графически нам надо отобразить миганием аварийное состояние. В этом случае надо открыть диалог настройки динамизации (рис. 1) и установить соответствие между истинным значением переменной и отключенным состоянием свойства (при норме мигания нет), и обратно: при ложном состоянии переменной (не норма) мигание включено.

                 

                Рис.1

                Дискретная динамизация аналогового свойства

                Дискретные параметры можно использовать и для динамизации аналоговых свойств. Правда, в этом случае аналоговое свойство может принимать только два фиксированных числовых значения – одно для значения дискретного параметра ИСТИНА, другое для значения ЛОЖЬ. Примером такого применения могут быть два цвета графического элемента, два его положения на экране и т.п.

                 

                Рис.2

                В примере на рис.2 направление элемента (например, стрелки) определяется дискретным значением: вверх (90 градусов) при отключенном состоянии и вниз (-90) при включенном.

                Динамизация по аналоговому выходу

                Наряду с пассивным отображением информации о состоянии объекта, требуется дать оператору возможность управления им, а также вызова необходимой ему информации. Некоторые графические элементы обладают свойствами, которые доступны для изменения оператором. Чтобы приступить к динамизации по выходу надо в закладке свойств графического элемента нажать кнопку Запуск.

                Численная динамизация

                Пусть необходимо дать возможность оператору выставлять значение уставки какого-либо параметра с мнемосхемы. Для этого на мнемосхему выводится «Задатчик значений» (в данном случае от 0 до 100) – стандартный элемент категории «Управление» палитры MasterGraph (рис.3). Отметим, что этот пример выбран для наглядности, хотя при разработке проектов так никогда не делается, поскольку проще получить уже настроенный задатчик, перетащив из дерева проекта в мнемосхему переменную типа Команда.

                 

                Рис.3

                В режиме исполнения оператор будет перемещать ползунок задатчика; значение, определенное оператором, должно попасть в дерево объектов. Чтобы это произошло, переменная типа Команда должна быть перетащена на свойство «Величина» закладки свойств задатчика, открытой кнопкой Запуск в разделе «Динамизация выходных значений». Окно настройки соответствия диапазонов переменной и свойства то же, что и при настройки динамизации по входу. Точно так же, как и для входов, можно было воспользоваться внутренней переменной мнемосхемы типа Выход. Это необходимо для изменения одной переменной проекта от нескольких органов управления на мнемосхеме, либо в случае автономной отладки мнемосхемы отдельно от проекта.

                Перечислимая динамизация

                Если необходимо из нескольких взаимоисключающих значений выбрать одно (например, загружаемый в технологический аппарат ингредиент), то используются элементы палитры из категории «Элементы диалога», как «Список», «Переключатели», «Поля выбора». Команда, связанная с выходом «Выбранная строка» такого элемента палитры, будет принимать значение, равное порядковому номеру строки (нумерация проводится от нуля) в поле переключателей.

                Динамизация по дискретному выходу

                Простейшим примером передачи формирования дискретного значения является кнопка. По ее нажатию можно присваивать заранее определенной Команде проекта значения ЛОЖЬ или ИСТИНА. Кнопку можно найти в категории Управление палитры MasterGraph и задинамизировать ее выход (свойство «Кнопка нажата»). Этот пример тоже наглядно демонстрирует, что гораздо удобнее пользоваться базовыми возможностями «быстрой» разработки в Master SCADA : достаточно создать дискретную команду в дереве объектов и перетащить ее на мнемосхему. В результате появится уже настроенная кнопка, связанная с этой переменной проекта.

                 

                  Динамизация по аналоговым входам в MasterSCADA

                  Динамизация «один к одному»

                  Предположим, необходимо наглядно показать уровень жидкости в емкости.

                  В дереве объектов должна быть переменная, которая принимает значение текущего уровня в рассматриваемой емкости (рис.1). Поместим на мнемосхему элемент «Цилиндр» из категории «Объемные элементы». Следует отметить, что встроенный индикатор уровня предусмотрен во всех элементах этой категории, поэтому можно создать емкость любой формы.

                  Откроем закладку свойств созданного элемента, и нажмем на кнопку в ее заголовке. Откроется подзакладка «Динамизация входных значений», в которой будут отображены только те свойства, которые могут быть динамизированы значениями параметров. Перетащим в строку «Процент заливки» переменную «Уровень» из дерева объектов.

                  Рис.1

                  В результате такого перетаскивания на строке процент заливки появится автоматически сформированное внутреннее имя переменной динамизации, например, «Вход 1». Обратите внимание, что мы могли воспользоваться не переменной проекта, а перетащить уже существующую переменную динамизации типа Вход из панели входов самой мнемосхемы. Результатом перетаскивания явится установление полного соответствия между значением переменной «Уровень» значением свойства «Процент заливки». Если и то, и другое измеряется в процентах, то больше ничего делать не надо – динамизация произведена.

                  Пропорциональная динамизация

                  Для других типов параметров может оказаться необходимым установление соответствия не 1 к 1, а между одним поддиапазоном и другим (рис.2). В данном примере, хотя диапазон шкалы датчика уровня изменяется от 0 до 5 метров, но мы знаем, что максимальное заполнение емкости – это 4,5 метра, для чего и меняем верхнюю границу диапазона. Для этого нам надо выбрать динамизируемое свойство, перетащить туда переменную и нажать появившуюся кнопку , чтобы открыть окно настройки динамизации.

                  Рис.2

                  Обратно-пропорциональная динамизация

                  Никто нам не мешает задать не только прямую зависимость, но и обратную (рис. 3). В этом случае минимальное значение диапазона значений переменной отображается на мнемосхеме максимальным значением свойства (в данном примере стопроцентной заливкой), а максимальное значение переменной – минимальным значением свойства (нулевой заливкой). Проиллюстрируем такую ситуацию. Скажем, у нас нет датчика уровня в емкости, но мы знаем, что она полностью опорожняется за 100 секунд. В этом случае мы можем стартовать в проекте Master SCADA таймер сразу после начала слива, а уровень отобразить на основании значения таймера. Вначале бак полон, а время слива равно нулю, но через 100 секунд уровень в емкости должен опуститься до нуля.

                  Рис.3

                  Интервальная динамизация

                  Мы рассмотрели простейшие линейные законы динамизации: один к одному, пропорциональную или обратно-пропорциональную зависимость свойства от значения.

                  Этот же диалог позволяет задать индивидуальную пропорцию для каждого выбранного интервала изменения параметра. Получившуяся кусочно-линейную зависимость можно даже использовать для моделирования кривых любых видов, что позволяет линеаризовать путем аппроксимации графическое представление сигналов от любых датчиков с нелинейной шкалой (давление, температура). Обычно, такая линеаризация выполняется в самом измерительном устройстве, либо модуле ввода сигналов, либо в проекте Master SCADA . Однако иногда она бывает востребована и на мнемосхемах. Для задания такой динамизации в окне настройки вводятся (с помощью кнопки «Добавить») дополнительные строки, в которых назначается соответствие значений переменной и процента заливки. К примеру, форма нашей емкости такова, что на разной высоте каждому проценту изменения уровня соответствует другая величина изменения объема. Разумеется, оператору важно знать не уровень, а именно объем жидкости. В этом случае пересчет из уровня в объем с графическим отображением результата несложно сделать в стандартном диалоге настройки (рис.4).

                  Рис.4

                  Зависимость процента заливки от входного значения будет иметь кусочно-линейный вид, то есть каждому интервалу изменения переменной соответствует свой закон линейного изменения изображения заполнения емкости на мнемосхеме.

                  Динамизация свойств со скрытым численным представлением

                  Некоторые свойства, например цвет, не имеют явного численного представления (в реальности оно все равно имеется, что и позволяет их динамизировать). Такие свойства задаются в диалоге в своем естественном виде (рис.5).

                  Рис.5

                  Если входная переменная в приведенном примере – температура, то постепенное изменение цвета наглядно и образно покажет разогрев, например, металла котла.

                  Пороговая динамизация

                  Есть такие графические свойства, которые определяются фиксированным перечнем именованных состояний. К примеру, число видов штриховки поверхности (рис.6).

                  Рис.6

                  В том же диалоге эти свойства отображаются в выпадающем списке. Особенность такой динамизации в том, что значение свойства меняется не плавно, а скачком, когда значение входной переменной достигнет указанного значения.

                  Но бывает, что и обычное числовое свойство или цвет тоже нужно менять не пропорционально изменению значения переменной, а в тот момент, когда оно достигнет заданного порога. Скажем, цвет может быть использован не для показа разогрева, а для сигнализации об аварийном перегреве, деталь может не перемещаться плавно на конвейере, а скачком менять положение с одной позиции обработки на другую. Для выбора такого способа динамизации надо настройку «Линейное преобразование», имеющуюся у любого аналогового свойства, перевести из состояния ИСТИНА в состояние ЛОЖЬ. Для рассмотренного примера изменение типа преобразования приведет к тому, что цвет элемента на мнемосхеме будет сразу меняться на указанный в следующем диапазоне в тот момент, когда значение переменной перейдет из одного диапазона в другой.

                   

                    Источники динамизации в MasterSCADA

                    Источником значения для изменения свойства графического элемента всегда является «вход» мнемосхемы. Аналогично приемником для свойства, изменяемого оператором, является ее «выход». Входы и выходы отображаются на соответствующих панелях (рис.1), в которых есть возможность добавления и удаления входов-выходов.

                     

                    Рис.1

                    Master SCADA позволяет напрямую связывать значение переменной и свойство элемента мнемосхемы путем перетаскивания переменной из проекта на панель свойств элемента. В этом случае Вход в список входов на панели добавляется автоматически. О списке входов можно и не вспоминать, пока не потребуется одно из следующих действий:

                    1. Разработать мнемосхему до разработки проекта

                    2. Динамизировать от одной переменной несколько свойств одного или разных элементов.

                    3. Сменить источник (переменную проекта) для входа

                    При выделении любого из Входов (предварительно надо щелчком на пустом месте мнемосхемы отменить выделение всех элементов) открывается панель его свойств, в которой можно настроить диапазон, имя и источник значений Входа. Источником данных Входа может выступать переменная проекта, локальный Выход мнемосхемы, а также имитационный сигнал. В зависимости от выбора типа источника меняется общий вид панели свойств Входа.

                     

                    Рис.2

                    Для смены переменной проекта, являющейся источником значений входа, достаточно перетащить ее в строку «Объект». Мы видим, что в приведенном примере от одной переменной динамизированы несколько свойств различных объектов. Замена переменной-источника позволит разом изменить источник значений для всех перечисленных свойств. Для отладочных целей бывает удобно сменить источник значений с «Объект» на «Имитацию» или «Выход». В последнем случае, поставив на мнемосхему средство изменения значения выхода (например, элементы «Значение» или «Задатчик»), мы получим возможность тонкой настройки динамизации. Возможно создать и отладить полностью динамизированную мнемосхему до разработки самого проекта. При этом для динамизации мнемосхемы достаточно использовать созданные в ней самой Входы и Выходы.