На уровне структуры. Часть 1.

cтруктуры АСУ ТП
ПРОДУКТЫ
9
Структуры ПТК с автономными АРМ оператора и
с сервером БД — классические и хорошо себя
зарекомендовавшие
решения на платформе HMI/
SCADA-системы InTouch
и промышленной СУБД
реального времени InSQL
Сергей Батюк,
[email protected]
Михаил Пономаренко,
[email protected]
На уровне
структуры. Часть 1.
Н
адежная и признанная во
всем мире программная
платформа
современных
двухуровневых систем промышленной автоматизации, в том числе
АСУТП и АСУП (соответственно,
SCADA и MES в англоязычной терминологии) — пакет FactorySuite A2
уже был представлен в «МА» №
6/2006, с. 40 и № 1/2007, с. 68.
На конкретном типовом примере
был продемонстрирован порядок
разработки промышленной SCADAсистемы на платформе InTouch и
порядок программирования обмена данными с локальными контроллерами (на примере контроллеров
Unitronics OPLC).
Как уже было отмечено, пакет
Wonderware FactorySuite A2 (далее
просто FS) от компании Wonderware
включает следующие программные
продукты: сервер приложений IAS;
HMI/SCADA-система InTouch; комплект серверов ввода/вывода Device
Integration Products; промышленная
реляционная СУБД InSQL (в комплекте поставляется СУБД MS SQL Server);
каналы SQL-доступа WW Basic CAL;
система построения отчетности
ActiveFactory.
Выбор режима работы продукта InTouch – классический InTouch,
просмотрщик FactoryFocus или
InTouchView для IAS – осуществляется
при инсталляции программного продукта InTouch на компьютере и всегда
может быть изменен.
Для реализации режима «тонкого
клиента» дополнительно используются следующие программные продукты:
1. SuiteVoyager – информационный
интернет-портал к приложениям
FS. Работает в среде Windows Server
2000/2003, предварительно должен быть установлен MS Internet
Information Server. Предоставляет
доступ к приложениям FS через браузер Internet Explorer.
2. FS for TSE – терминальные клиенты
продуктов InTouch и IAS, позволяющие исполнять InTouch- и IAS-приложения на серверной платформе,
а на десктопных платформах эмулировать монитор и клавиатуру
серверного компьютера. В качестве терминального клиента может
быть использован любой компьютер, поддерживающий терминальный протокол RDP (Remote Desktop
Protocol), то есть любой компьютер
с ОС Windows NT и любыми UNIXподобными ОС (Linux, Solaris и др.).
Функциональность пакета FS в
направлении MES/ERP-автоматизации расширяется следующими специализированными программными продуктами: Productiom Events
Module, InTrack, QI Analyst, DownTime
Analyst, InBatch.
Для реализации систем удаленной
беспроводной диспетчеризации в
качестве коммуникационного сервера
применяется программный продукт
SCADAlarm, который осуществляет в
реальном времени обмен данными
(включая регистрацию алармов) с
удаленными системами по модемной, радиомодемной и мобильной
связи и по электронной почте.
Управление технологическими
процессами в реальном времени
осуществляется SoftPLC InControl,
эмулирующим в среде WinXP технологическую среду программирования и исполнения стандарта
10
ПРОДУКТЫ
cтруктуры АСУ ТП
IEC61131-3. Продвинутые пользователи пакета FS, которым необходима дополнительная HMI/SCADA/
MES-функциональность, используют пакет WWToolKit для разработки
собственных элементов FS.
Идеология разработки систем
автоматизации на платформе FS развивалась от использования системы
InTouch на одном рабочем месте (на
компьютере) в качестве автономной
HMI/SCADA-системы до использования сервера приложений IAS как
единой программной платформы
в интегрированных (HMI/SCADA/
MES/ERP) системах автоматизации
масштаба предприятия (в сетевых
многомашинных вычислительных
комплексах).
Сервер приложений IAS, в соответствии с современной архитектурой
автоматизации ArchestrA от компании Wonderware, является каркасом
приложений для всех остальных программных модулей пакета FS и его
расширений, которые уже выступают
как функциональные модули, реализующие определенную функциональность.
Разработчик создает в IAS программные объекты, изоморфные реальным технологическим объектам, привязывает к ним входы/выходы (через
серверы ввода/вывода), скрипты,
алармы, тренды, безопасность, графическое представление, замыкая тем
самым обработку данных в реальном
времени (SCADA/MES/ERP-функции)
именно в самих объектах.
Функциональные программные
модули (в том числе и InTouchView)
далее уже работают с объектами и
их функциональностью (например,
InTouchView строит мнемосхемы,
отображая на них взаимодействие
объектов, то есть реализует исключительно HMI-функции).
Объекты IAS взаимодействуют с
любыми сторонними MES/ERP-системами как объекты dotNet (доступна вся функциональность dotNet
Framework). Обмен данными с любыми сторонними системами автоматизации реализуется по протоколам
DDE, OPC и SQL.
Далее остановимся на функциональном описании типовых структур систем автоматизации на программной платформе FS, как уже
апробированных в реальных условиях автоматизации на протяжении
20 лет присутствия на рынке
(InTouch, InSQL), так и новых перспективных структур (IAS), использующих современные программные
технологии .Net.
Структура ПТК
с автономными АРМ оператора
На рис. 1 представлена структурная схема ПТК классической двухуровневой системы автоматизации.
Элементной базой локального (нижнего) уровня являются промышленные ПЛК, супервизорного уровня – промышленные или офисные
компьютеры
(автоматизированные рабочие места – АРМы) с ОС
Windows NT/XP.
Для упрощения рисунка на нем не
изображены полевые шины контроллеров. Обмен данными между контроллерами и рабочими станциями
осуществляется через промышленную
вычислительную сеть TCP/IP/Ethernet.
АРМы реализуют стандартные задачи
HMI/SCADA.
На АРМах установлено следующее программное обеспечение:
HMI/SCADA-система InTouch; служебное программное обеспечение
Common Components; программный
шлюз FSGateway. На АРМ 1, например, установлен OPC-сервер от
производителя контроллеров (или
OPC-сервер под стандартную полевую шину). На АРМ 2 — коммуникационный сервер из пакета Device
Integration, поддерживающий все
коммуникационные
протоколы
используемых контроллеров.
На АРМ 1 шлюз FSGateway выполняет взаимное конвертирование
протокола OPC (протокол обмена
данными с контроллерами) и протокола Suitelink или DDE (внутренние протоколы InTouch). На АРМ
2 коммуникационный I/O-сервер
выполняет взаимное конвертирование коммуникационного протокола
контроллеров и протокола Suitelink
или DDE или OPC (при этом коммуникационный I/O-сервер досту-
пен только из FSGateway). Вместо
шлюза FSGateway ранее использовался коммуникационный сервер
OPCLink (более не рекомендуется
к использованию), выполнявший
исключительно взаимное конвертирование протоколов OPC и Suitelink
или DDE.
На АРМах должны быть также
установлены аппаратные ключи
(LPT или USB) на лицензируемое
число тегов программы InTouch.
Программные продукты FSGateway
(и OPCLink) и Common Components
являются бесплатными и входят в
комплект поставки пакета Device
Integration. Для инсталляции коммуникационного сервера из пакета
Device Integration должна приобретаться дополнительная программная лицензия.
Обмен данными между отдельными АРМами (отдельными системами
InTouch) производится через шлюзы
FSGateway по протоколу Suitelink.
Структура ПТК с автономными
АРМ оператора и сервером БД
На рис. 2 представлена структурная
схема ПТК классической двухуровневой системы автоматизации с выделенным сервером БД. Элементной
базой сервера БД является промышленный или офисный компьютер с
серверной ОС Windows Server.
На данном сервере установлено
следующее программное обеспечение: служебное программное обеспечение Common Components; программный шлюз FSGateway; службы
IDAS/MDAS; СУБД реального времени InSQL (и сервер MS SQL Server,
используемый только для хранения
конфигурации сервера InSQL); утилита History Importer. На сервере
БД могут быть установлены также
Рис. 1. Структура с ПТК автономным АРМ оператора
Мир Автоматизации
апрель 2007
Рис. 2. Структура ПТК с автономным АРМ оператора и сервером БД
OPC-сервер от производителя и/или
коммуникационный I/O-сервер из
пакета Device Integration. На АРМах
дополнительно можно установить
программное обеспечение Active
Factory.
Для сервера InSQL провайдером
данных выступают как коммуникационные серверы (OPC-серверы и
I/O-серверы Device Integration), так
и системы InTouch. Провайдеры данных доступны как локально (установлены на сервере), так и удаленно (установлены на АРМах). Служба
IDAS конвертирует протокол DDE или
Suitelink во внутренний протокол
InSQL. Служба MDAS используется
для обмена данными с приложениями IAS, утилита History Importer —
для импорта данных из CSV-файлов
(например, из Excel-файлов, созданных программой InTouch).
Таким образом, СУБД InSQL архивирует как мгновенные данные из
серверов ввода/вывода, так и исторические (обработанные по определенным алгоритмам) данные из приложений InTouch и IAS.
Просмотр архивных данных СУБД
InSQL производится как приложе-
ниями InTouch и IAS (если данные
необходимы для оперативной обработки), так и программой Active
Factory (если данные необходимы
для отчетности). Система Active
Factory используется как штатная
система отчетности: создает тренды,
ведомости и рапорты, использует
созданные в InTouch мнемосхемы.
Система Active Factory работает с
продуктами MS Office – MS Word
и MS Excel. Компоненты системы
Active Factory могут быть встроены
в систему InTouch.
Следует заметить, что штатным
решением является использование
СУБД InSQL даже в тех системах, где
используются не программные продукты InTouch и IAS, а HMI/SCADAрешения от других производителей.
В таких системах СУБД InSQL — мощный и надежный архиватор данных и
стандартный SQL-интерфейс между
различными АСУ.
Как известно, для систем класса MES/ERP первого поколения
стандартным решением по интеграции всех АСУ в интегрированную систему управления масштаба
предприятия является использова-
ние именно SQL-сервера как концентратора и архиватора данных.
Применение СУБД InSQL в этом случае является оптимальным решением, так как данная СУБД является СУБД реального времени,
обеспечивая скорость работы до
30 000 обновлений в секунду.
Представленные структуры ПТК
являются классическими и великолепно себя зарекомендовавшими
решениями на платформе HMI/
SCADA-системы InTouch и промышленной СУБД реального времени
InSQL. Успешный 20-летний опыт
использования продуктов InTouch
и InSQL в системах автоматизации
и многочисленные пожелания системных интеграторов и конечных
пользователей подвигнули компанию Wonderware на разработку программного продукта IAS, который
должен стать (и уже становится)
каркасом приложений для систем
автоматизации HMI/SCADA/MES/
ERP масштаба предприятия (идеологически аналогичным каркасу
приложения .Net для приложений
Windows).
Но между структурой ПТК с автономными InTouch и InSQL и структурой ПТК на программной платформе
IAS (архитектура ArchestrA) располагаются несколько промежуточных
структур, которые являются апробированными, актуальными и востребованными.
В дальнейших публикациях планируется рассмотрение таких структур
ПТК-систем автоматизации:
с выделенным сервером ввода/
вывода
с выделенным сервером тегов
с тонкими терминальными клиентами
с тонкими интернет-клиентами
на программной платформе IAS
интегрированная система автоматизации масштаба предприятия на
архитектуре ArchestrA.
Wonderware_Press_Structure1_MirAvtomatisazii_04-07_ru_0111.pdf
Санкт-Петербург
тел. +7 812 327 3752
[email protected]
Москва
тел. +7 495 641 1616
[email protected]
Екатеринбург
тел. +7 343 376 53 93
[email protected]
www.wonderware.ru
Самара
тел. +7 846 273 95 85
[email protected]
Київ
тел. +38 044 495 33 40
[email protected]
Минск
тел. +375 17 2000 876
[email protected]
Helsinki
puh. +358 9 540 4940
[email protected]
Rīga
tel. +371 6738 1617
[email protected]
Vilnius
tel. +370 5 215 1646
[email protected]
Tallinn
tel. +372 668 4500
[email protected]