Bashmakova O R Referat SCADA InTouch

Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт цветных металлов и материаловедения
Кафедра автоматизации производственных процессов в металлургии
РЕФЕРАТ
По основам автоматизации металлургических производств
Программное обеспечение диспетчерского и оперативного управления
АСУ ТП. SCADA – система InTouch
тема
Преподаватель
Н.А. Шарыпов
подпись, дата
Студент
ЦМ16-05Б, 061619780
О.Р. Башмакова
подпись, дата
Красноярск 2019
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ....................................................................................................................... 3
1 SCADA-системы....................................................................................................... 4
1.1 Общие понятия и структура .............................................................................. 4
1.2 Функциональная структура SCADA ................................................................. 5
1.3 Особенности SCADA для процесса управления ............................................. 6
1.4 Основные требования к диспетчерским системам управления ..................... 7
1.5 Области применения SCADA-систем............................................................... 7
2 SCADA-система InTouch 2014 R2 .......................................................................... 8
2.1 Общие сведения .................................................................................................. 8
2.2 Основные программные компоненты............................................................... 9
2.3 Графические средства InTouch ........................................................................ 12
2.3.1 Окна в InTouch ............................................................................................. 12
2.3.2 Инструментарий InTouch............................................................................ 14
2.3.3 Объекты и их свойства ............................................................................... 16
2.4 Область применения ......................................................................................... 19
Заключение ................................................................................................................ 22
Список использованных источников ...................................................................... 23
2
ВВЕДЕНИЕ
Диспетчерское управление и сбор данных (SCADA – Supervisory Control
And Data Acquisition) является основным и в настоящее время остается наиболее
перспективным методом автоматизированного управления сложными
динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с
точки зрения безопасности и надежности областях. Именно на принципах
диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в
промышленности и энергетике, на транспорте, в космической и военной
областях, в различных государственных структурах. [1]
Интерес к проблемам построения высокоэффективных и высоконадежных
систем сбора данных и диспетчерского управления резко возрос в последние
десятилетия. Причиной этому послужили технический прогресс, значительно
увеличивший и расширивший сферу применения автоматизированных систем и
повлекшее за ним обострение проблемы взаимодействия человека-оператора с
системой управления.
В традиционном методе построения АСУ  Hardware-Centered (или bottomup, «снизу вверх»)  при построении системы основное внимание уделялось
выбору
и
разработке
технических
средств
(оборудования
и
функциональноориентированного программного обеспечения (ПО)). Данный
подход приводил к довольно большому количеству ошибок операторов и даже
авариям.
В настоящее время АСУТП строятся на основе использования ПЛК, а для
контроля технологического оборудования, отображения мнемосхем и
параметров ТП, аварийных и предупреждающих сообщений, а также выбора
режимов и параметров работы служит HMI (Human-machine interface / Человекомашинный интерфейс). В мире широко распространена концепция построения
систем HMI с использованием ПО класса SCADA. В таких системах обычно
информация с ПЛК передается в ПК, где она обрабатывается средствами
SCADA-системы, и необходимые результаты отображаются на экране
оператора.
Объектом исследования в данной работе выступает программное
обеспечение диспетчерского и оперативного управления АСУ ТП.
Предмет исследования – SCADA – система InTouch.
Целью данной работы является изучение программного обеспечения
диспетчерского и оперативного управления АСУ ТП на примере SCADA –
системы InTouch.
Реферат состоит из введения, двух глав, заключения и списка
использованных источников.
3
1 SCADA-системы
1.1 Общие понятия и структура
SCADA – процесс сбора информации в реальном времени от удаленных
точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления этими
объектами. Требование обработки в реальном времени обусловлено
необходимостью доставки (выдачи) всех контролируемых событий (сообщений)
и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера). В то же время
понятие «реального времени» отличается для различных SCADA-систем.
Основные задачи, решаемые SСАDА-системами:
 обмен данными в реальном времени с УСО (устройством связи с
контролируемым объектом). Этим устройством может быть как промышленный
контроллер, так и плата ввода/вывода;
 обработка информации в реальном времени;
 отображение информации на экране монитора в понятной для человека
форме (HMI);
 ведение базы данных реального времени с технологической
информацией;
 аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями;
 подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса; 
архивирование технологической информации (сбор истории);
 обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронными
таблицами, текстовыми процессорами и т.д.). В системе управления
предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения,
относимые к уровню MES.
Спектр функциональных возможностей определен самой ролью SCADA в
системах управления и реализован практически во всех пакетах:
 автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО
системы автоматизации без реального программирования;
 средства исполнения прикладных программ;
 сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;
 обработка первичной информации;
 регистрация алармов и исторических данных;
 хранение информации с возможностью ее постобработки (как правило,
реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);
 визуализация работы прикладной системы с наборами параметров,
рассматриваемых как «единое целое» [4].
Прообразом современных SCADA на ранних стадиях развития
автоматизированных систем управления являлись системы телеметрии и
сигнализации. Все современные SCADA-системы включают три основных
структурных компонента (см. рисунок 1):
1. Remote Terminal Unit (RTU) – удаленный терминал, связанный с
объектом управления (ОУ) и осуществляющий обработку задачи (управление) в
4
режиме реального времени. Спектр его воплощений широк – от
интеллектуальных датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до
специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных
комплексов, осуществляющих обработку информации и управление объектом в
режиме жесткого реального времени. Использование устройств низкоуровневой
обработки информации позволяет снизить требования к пропускной
способности каналов связи с центральным диспетчерским пунктом.
2. Master Terminal Unit (MTU), Master Station (MS) – диспетчерский пункт
управления (главный терминал); осуществляет обработку данных и управление
высокого уровня, как правило, в режиме мягкого (квази-) реального времени.
Одна из основных функций MTU – обеспечение интерфейса между человекомоператором и системой (HMI, MMI). В зависимости от конкретной системы MTU
может быть реализован в самом разнообразном виде – от одиночного
компьютера с дополнительными устройствами подключения к каналам связи до
больших вычислительных систем (мэйн-фреймов) и/или объединенных в
локальную сеть рабочих станций и серверов. Как правило, при построении MTU
используются различные методы повышения надежности и безопасности работы
системы.
3. Communication System (CS) – коммуникационная система (каналы
связи), необходима для передачи данных от удаленных точек (объектов,
терминалов) на центральный интерфейс оператора-диспетчера и передачи
сигналов управления на RTU (или удаленный объект – в зависимости от
конкретного исполнения системы).
Рисунок 1 – Основные структурные компоненты SCADA-системы [1]
1.2 Функциональная структура SCADA
Существует два типа управления удаленными объектами в SCADA:
автоматическое и инициируемое оператором системы.
Выделяют четыре основных функциональных компонента систем
диспетчерского управления и сбора данных (рисунок 2) – человек-оператор,
компьютер взаимодействия с человеком, компьютер взаимодействия с задачей
(объектом), задача (объект) управления.
5
Рисунок 2 – Основные функциональные компоненты SCADA-систем
Кроме того, определяют пять функций человека-оператора в системе
диспетчерского управления, характеризуя их как набор вложенных циклов, в
которых оператор планирует, какие следующие действия необходимо
выполнить:
а) обучение (программирование) компьютерной системы на последующие
действия;
б) отслеживание результатов полуавтоматической работы системы;
в) вмешательство в процесс:
 в случае критических событий, когда автоматика не может справиться
с задачей управления,
 при необходимости подстройки (регулировки) параметров процесса;
г) самообучение в процессе работы (получение опыта).
Данное представление SCADA явилось основой для разработки
современных методологий построения эффективных диспетчерских систем [1].
1.3 Особенности SCADA для процесса управления
Характерные особенности процесса управления в современных
диспетчерских системах:
 процесс SCADA применяется в системах, в которых обязательно наличие
человека (оператора, диспетчера);
– процесс SCADA разработан для систем, в которых любое неправильное
воздействие может привести к отказу (потере) объекта управления или даже
катастрофическим последствиям;
– оператор несет, как правило, общую ответственность за управление
системой, которая при нормальных условиях только изредка требует подстройки
параметров для достижения оптимальной производительности;
– активное участие оператора в процессе управления происходит нечасто
и в непредсказуемые моменты времени, обычно в случае наступления
критических событий (отказы, нештатные ситуации и пр.);
– действия оператора в критических ситуациях могут быть жестко
ограничены по времени (несколькими минутами или даже секундами) [1].
6
1.4 Основные требования к диспетчерским системам управления
К SCADA-системам предъявляются следующие основные требования:
– надежность системы (технологическая и функциональная);
– безопасность управления;
– точность обработки и представления данных; – простота расширения
системы.
Требования безопасности и надежности управления в SCADA включают
следующие:
– никакой единичный отказ оборудования не должен вызвать выдачу
ложного выходного воздействия (команды) на объект управления;
– никакая единичная ошибка оператора не должна вызвать выдачу ложного
выходного воздействия (команды) на объект управления;
– все операции по управлению должны быть интуитивно понятными и
удобными для оператора (диспетчера) [1].
1.5 Области применения SCADA-систем
Основными областями применения систем диспетчерского управления
являются:
– управление передачей и распределением электроэнергии;
– промышленное производство;
– производство электроэнергии;
– водозабор, водоочистка и водораспределение;
– добыча, транспортировка и распределение нефти и газа;
– управление космическими объектами;
 управление на транспорте (все виды транспорта: авиа, метро,
железнодорожный, автомобильный, водный);
– телекоммуникации;
– военная область.
Внедрение новых и модернизации существующих автоматизированных
систем управления в различных отраслях экономики в подавляющем
большинстве случаев осуществляется по принципу диспетчерского управления
и сбора данных. Характерно, что в индустриальной сфере (в обрабатывающей и
добывающей промышленности, энергетике и др.) наиболее часто упоминаются
именно модернизация существующих производств SCADA-системами нового
поколения. Прогресс в области информационных технологий обусловил
развитие всех 3-х основных структурных компонентов систем диспетчерского
управления и сбора данных – RTU, MTU, CS, что позволило значительно
увеличить их возможности; так, число контролируемых удаленных точек в
современной SCADA-системе может достигать 100000. Основная тенденция
развития технических средств (аппаратного и программного обеспечения)
SCADA – миграция в сторону полностью открытых систем. Открытая
архитектура позволяет независимо выбирать различные компоненты системы от
7
различных производителей: в результате – расширение функциональных
возможностей, облегчение обслуживания и снижение стоимости SCADA-систем
[1].
2 SCADA-система InTouch 2012 R2
2.1 Общие сведения
Scada-система InTouch – пакет для разработки HMI интерфейса и АСУ ТП,
входящий в программный набор FactorySuite корпорации Wonderware (США).
FactorySuite – это ПО для разработки ПК АСУ ТП, которое включает в себя
различные пакеты для решения различных задач в области промышленной
автоматизации [2].
InTouch – открытое и расширяемое HMI/SCADA решение, которое
позволяет быстро разрабатывать стандартизированные, легко тиражируемые
приложения для визуализации и, не выходя из офиса, разворачивать их на
географически
распределённых
объектах
крупного
промышленного
предприятия. Более трети всех предприятий мира ценят InTouch за инженерную
простоту, операционную гибкость и высокую производительность в режиме
реального времени, за низкие расходы и риски, за высокую безопасность.
Требования к OC и SQL Server для версии InTouch 2014 R2 SP1
представлены в таблице 1.
Таблица 1 – требования к ОС и SQL [6]
Windows Client OS (32/64-bit)
Professional, Enterprise Ultimate
Win
Win
Win
Win
Win
Win
7 SP1
8
7 SP1
8
8.1
10
Windows Server OS (64-bit)
Embedded
Standard, Enterprise, Data Center
2008 R2
2008 R2
2012
2012 R2
2012
2012 R2
SP1
SP1
SQL Server Express-SSMSE
2008 SP3
2008 R2 NSP,
2012 NSP,
2014 NSP,
(32 bit)
SP1, SP2, SP3
SP1, SP2
SP1
SQL Server Standard, Enterprise
2008 SP3
2008 R2 NSP,
2012 NSP,
2014 NSP,
(32 bit only)
SP1, SP2, SP3
SP1, SP2
SP1
Embedded
Достоинством SCADA-системы InTouch является:
 высокая скорость работы благодаря механизму, который динамически
регулирует скорость опроса входных сигналов (опрос происходит только при
изменении значения контролируемого параметра);
 архитектура клиент-сервер для эффективной работы в сети с БД;
 открытость – возможность добавлять и использовать компоненты других
фирм вследствие поддержки технологий ActiveX и OPC;
8
 интеграция с другими программными пакетами фирмы Wonderware и
простой обмен данными с программными пакетами Microsoft Office (Excel,
Access и др.), Microsoft Visual Basic и др.;
 большое число серверов ввода/вывода – более 600;
 возможность создания собственных библиотек алгоритмов;
 автоматический контроль качества сигналов с датчиков и контроллеров;
 распределённая система обнаружения и регистрации аварийных
ситуаций одновременно поддерживает множество серверов (провайдеров)
аварийных ситуаций, что даёт возможность операторам видеть информацию об
авариях во многих удалённых местах синхронно [2].
2.2 Основные программные компоненты
Система InTouch состоит из следующих программных компонентов:
Application Manager (Менеджер приложений) для управления имеющимися
приложениями, WindowMaker для создания HMI приложений, WindowViewer
для исполнения HMI приложений, ArchestrA IDE для управления
распределенными проектами, ArchestrA Symbol Editor и System Management
Console (connectivity and logs).
Application Manager включает в себя утилиты для управления InTouch
приложениями. Application Manager используется для создания новых
приложений или открытия существующих приложений в WindowMaker или
WindowViewer. Также приложениями InTouch можно управлять из ArchestrA
Integrated Development Environment (IDE). Данные приложения называются
«IDEmanaged» приложения InTouch. Приложения, которые полностью
управляются из InTouch называются «stand-alon» приложениями InTouch. IDEmanaged приложения больше интегрированы в среду ArchestrA и поддерживают
улучшенную графику.
Рисунок 3 – Cхема управления Application Manager приложениями
9
Можно запустить ArchestrA IDE из менеджера приложений (Application
Manager). IDE-managed приложение отображается в менеджере приложений как
«Manager», и может быть отредактировано только в WindowMaker, запущенном
из IDE. В Application Manager в списке отображается текущие приложения
InTouch. Для каждого приложения отображается разрешения экрана, версия и
дата изменения. Application Manager используется также для:
 поменять свойства приложения InTouch, например, имя или описание;
 осуществлять импорт и экспорт данных из/в базы данных тегов
приложения InTouch при помощи утилит DBDump и DBLoad;
 сконфигурировать WindowViewer как службу;
 сконфигурировать разработку приложения по сети с одним сервером и
несколькими клиентами – NAD (Network Application Development);
 конфигурирование поведение приложения InTouch при работе с
различным разрешением экрана – DRC (Dynamic Resolution Conversion)
WindowMaker является средой разработки приложений InTouch.
WindowMaker используется для создания объектно-ориентрованного
пользовательского интерфейса управления технологическим процессом. InTouch
осуществляет отображение и запись данных с/в производственное оборудование,
а также выполняет и другие операции.
В WindowMaker можно
сконфигурировать следующее:
 окна – это панели, содержащие элементы интерфейса пользователя, при
помощи которых оператор взаимодействует с производственными данными.
 базовые объекты – это графические элементы, например,
прямоугольники, окружности, линии и текстовые объекты, при помощи которых
оператор взаимодействует с производственными данными.
 сложные объекты, созданные пользователем – объекты, созданные из
простых базовых объектов, представляющие элементы производственного
оборудования, например, вентили или танки.
 предварительно созданные сложные объекты – объекты, поставляемые
вместе с InTouch, которые выполняют определенные функции, такие как
отображение списка аварий системы или архива данных.
 SymbolFactory – большая библиотека символов, связанных с
промышленностью. Позволяют быстро создать интерфейс пользователя
промышленного оборудования.
 теги – переменные, определенные в InTouch для хранения и управления
производственными данными. Например, можно использовать тег для
сохранения значения уровня в танке, а также для анимационной связи.
 скрипты – средства программирования, включающие библиотеку
функций для выполнения вычислений над значениями тега и другие операции.
 анимационные связи – это свойства простых и сложных объектов,
которые используются для анимации состояния производственного
оборудования или для передачи введенной пользователем информации.
10
 мастера – предварительно созданные сложные объекты, которые
выполняют определенные функции, например, слайдеры и измерительные
приборы.
 ActiveX компоненты – компоненты, которые импортируются в InTouch
для выполнения определенных функций, например, отображение текущих
аварий.
Внешний вид среды разработки приложений WindowMaker InTouch
представлен на рисунке 4.
Рисунок 4 –Внешний вид среды разработки WindowMaker [2]
WindowViewer представляет собой систему исполнения для графических
экранов, созданных с помощью среды разработки WindowMaker. Эта система
может исполнять скрипты InTouch (QuickScript), архивировать данные и алармы
и создавать на их основе различные отчеты, а также может выполнять функцию,
как клиента, так и сервера при обмене данными по коммуникационным
протоколам DDE и SuiteLink [3].
ArchestrA IDE представляет собой интегрированную инструментальную
систему проектирования и разработки, с помощью которой конфигурируются
объекты ArchestrA и передаются на целевые компьютеры. Эти система позволяет
настраивать параметры объектов, составляющих прикладную систему, и
инфраструктуры, лежащей в её основе.
ArchestrA Symbol Editor предназначен для визуализации данных в системе
InTouch. Редактор символов ArchestrA позволяет создавать графические объекты
(Archestra Symbols), которые затем можно использовать в среде разработки
InTouch. Кроме того, Archestra Symbol Editor содержит встроенную библиотеку
(более 500 графических объектов) и поддерживает элементы .Net Controls.
11
System Management Console – консоль управления компонентами ПО
Wonderware на базе MMC (Microsoft Management Console), с ее помощью может
осуществляться централизованное
обслуживание и
диагностика
распределенной системы в
режиме
исполнения.
В следующем разделе подробно рассмотрен графический интерфейс
системы InTouch.
2.3 Графические средства InTouch
Компоненты среды разработки InTouch:
 WindowMaker - инструментальная среда разработки приложений;
 Application Explorer - представление приложения в иерархическом виде
с доступом к любому компоненту приложения и многим часто используемым
командам и функциям WindowMaker.
Проект, созданный в пакете InTouch, представляет собой набор окон
(Window) с различными графическими и текстовыми объектами [4].
2.3.1 Окна в InTouch
Свойства каждого окна (наличие заголовка, цвет фона, размеры и т. д.)
определяются при его создании. Создание нового окна производится в среде
разработки WindowMaker щелчком по иконке панели инструментов General или
командой File/New Window. На экране появится диалог Window Properties
(Свойства окна, рисунок 5).
Рисунок 5 – Диалог Window Properties (Свойства окна) [4]
Каждое окно должно иметь свое имя для его идентификации в приложении
(Name). Цвет фона создаваемого окна выбирается из цветовой палитры,
вызываемой на экран щелчком по окошку Window Color.
 в поле Comment можно ввести комментарий, связанный с этим окном
(необязательно). Эта информация нужна только для документирования и не
используется приложением. InTouch предлагает три типа окон (Window Туре):
Replace (заменяющее) - закрывает все существующие окна, перекрываемые им
при появлении на экране, включая окна типа Popup и другие окна типа Replace.
12
 Overlay (перекрывающее) - появляется поверх всех отображаемых в
текущий момент окон. Когда окно типа Overlay закрывается, все скрываемые им
окна восстанавливаются. Щелчок мыши по любому видимому участку лежащего
ниже окна приводит к переходу его на передний план.
 Popup (всплывающее) - похоже на окно типа Overlay, только оно всегда
остается поверх всех других открытых окон. Окно закрывается после
соответствующей команды пользователя.
Выбор
типа
создаваемого
окна
производится
включением
соответствующей кнопки в поле Window Туре. В поле Frame Style (стиль
обрамления) выбирается необходимый стиль обрамления окна:
 Single - окно с рамкой, допускается заголовок;
 Double - окно с рамкой без заголовка;
 None - окно без рамки и заголовка.
Чтобы у окна была полоса с заголовком, где выводится имя окна,
включают опцию Title Bar. Эта полоса также служит для перемещения окна при
захвате ее мышью. При выборе этой опции отключатся опции Double и None для
стиля обрамления.
Для возможности изменения размеров окна, когда оно откроется в
WindowMaker, следует выбрать опцию Size Controls (управление размером).
В группе полей Dimentions определяются текущие размеры и положение окна на
рабочем поле:
 X Location - расстояние в пикселях между левым краем рабочего поля
WindowMaker и левым краем описываемого окна;
 Y Location - расстояние в пикселях между верхним краем рабочего поля
WindowMaker и верхним краем описываемого окна;
 Window Width - ширина окна в пикселях;
 Window Height - высота окна в пикселях.
По умолчанию при создании нового окна эти параметры примут значения
предыдущего (последнего) созданного окна.
Кнопка Scripts (скрипты) дает возможность войти в диалог Window Script
для создания оконного сценария.
Для унификации внешнего вида окон приложения и сокращения сроков
разработки приложений InTouch предлагает несколько приемов.
Один из таких приемов - дублирование окон. Создание копий окон
выполняется командой File/ Save Window As. Для быстрого доступа к этой
команде можно воспользоваться меню правой кнопки мыши (см. ниже).
Второй прием, который также позволяет экономить время разработки
приложения - импорт окон. Можно повторно использовать все ранее созданные
окна, объекты и скрипты. Чтобы импортировать окна из другого InTouch приложения, необходимо воспользоваться командой File/ Import.
Интерфейс WindowMaker с открытым окном представлен на рисунке 6.
13
Рисунок 6 – Интерфейс WindowMaker [4]
Сверху экрана расположена строка меню, включающая опции для работы
с окнами, редактирования и выравнивания объектов в окне, настройки
инструментариев, текста, толщины и стиля линий и т. д.
Слева от рабочего поля видно меню Application Explorer, которое может
быть выведено в интерфейс WindowMaker или закрыто нажатием
соответствующей иконки инструментария [4].
2.3.2 Инструментарий InTouch
Инструментарий InTouch представлен пятью инструментальными
панелями, сгруппированными по функциональному принципу.
Панель General, изображенная на рисунке 7, содержит элементы,
соответствующие часто используемым командам меню File и Edit. Эти элементы
известны читателю по работе в среде Windows и не требуют дополнительного
пояснения.
Рисунок 7 – Панель General [4]
На рисунке 8 представлена панель форматов Format, включающая
средства, выполняющие большую часть команд форматирования текстовых
объектов меню Text. Она содержит также средства выбора цвета линии, текста,
заполнения объекта, фона окна и цвета «прозрачных объектов».
Рисунок 8– Панель Format [4]
14
В нее включены кнопки для выполнения команд выравнивания объектов,
размещения на переднем и заднем плане, равномерной расстановки объектов по
горизонтали и вертикали, объединения отдельных объектов в символы и
компоненты и их разъединения, вращения по/против часовой стрелке на 90
градусов, зеркального отображения объектов по горизонтали и вертикали.
На рисунке 9 изображена панель рисования Drawing, которая включает
инструменты для создания простых и сложных объектов. Первые восемь
инструментов и последний предназначены для создания простых объектов:
прямоугольник (квадрат), скругленный прямоугольник, окружность (эллипс),
прямая линия под любым углом, горизонтальная и вертикальная прямая, ломаная
линия, многоугольник, текстовый объект и трехмерная кнопка.
Рисунок 9 – панель Drawing [4]
С помощью остальных трех инструментов панели Drawing могут быть
созданы сложные объекты операторских интерфейсов: контейнер для вставки
растровых изображений, тренд реального времени и архивный тренд. На рисунке
5 на рабочем поле окна WindowMaker показаны примеры объектов, созданных
инструментами панели Drawing.
В панели View (Вид), изображенной на рисунке 10, представлено всего
пять кнопок (слева направо):
Рисунок 10 – панель View [4]
 кнопка, соответствующая команде отображения/закрытия окна
Application Explorer;
 кнопка, соответствующая команде Hide All (спрятать все), относящейся
к панелям инструментов;
 кнопка переключения обычного изображения окна в полноэкранное и
обратно;
 кнопка, соответствующая команде Snap to Grid (привязать к
координатной сетке);
 кнопка отображения/закрытия линейки окна WindowMaker (рисунок 6).
Все инструментальные панели могут быть "закреплены" у любого края
окна WindowMaker, в том числе и панель рисования. При необходимости их
можно переместить внутрь рабочего поля.
При разработке операторских интерфейсов достаточно важно обеспечить
пользователю удобный и быстрый доступ к наиболее часто используемым
командам. В этом плане InTouch предлагает ряд меню, вызываемых на экран
15
нажатием правой кнопки мыши. Эти меню могут относиться к окнам (на рисунке
11 слева), графическим объектам (в середине) и полям диалогов (справа).
Рисунок 11 – Меню для окна, объекта и диалога [4]
2.3.3 Объекты и их свойства
Простые объекты
WindowMaker поддерживает четыре базовых типа простых объектов:
линии, заполненные контуры, текст и кнопки. Каждый из этих простых
объектов имеет свойства, влияющие на его внешний вид. Такими свойствами
являются цвет линии, цвет заполнения, высота, ширина, ориентация и т. д., и
они могут быть статическими или динамическими.
 линия  это объект, представляющий собой один или несколько
связанных отрезков. Толщина линии и ее стиль являются статическими
свойствами линии, присваиваемыми ей во время создания, и лишь цвет линии
может быть связан с анимационной функцией.
 заполненный контур (прямоугольник, скругленный прямоугольник,
круг, эллипс, многоугольник) представляет собой двухмерный объект. К
динамическим свойствам такого объекта относятся цвет контурной линии, цвет
заполнения, насыщенность цвета заполнения, высота, ширина, расположение,
видимость и ориентация.
 текст представляет собой последовательность символов. К статическим
свойствам текста относятся тип шрифта, его размер, выделение, курсив,
подчеркивание, выравнивание. Анимационные свойства шрифта - цвет,
видимость и расположение.
 кнопка - часто используемый объект при создании операторских
интерфейсов. С кнопками могут быть связаны функции различных типов.
Нажатие кнопки может вызвать выполнение скриптов, кнопкой можно
производить ввод аналоговых и дискретных величин и т. д.
Текст на кнопке редактируется с помощью команды Special/Substitute
Strings... При этом текстовое поле может содержать только одну строку.
Один и тот же объект может иметь набор различных динамических
свойств. Комбинации этих свойств предоставляют возможность создавать на
экране в режиме исполнения (Runtime) практически любые динамические
16
эффекты. Для установки динамических свойств надо прежде всего вызвать на
экран диалог их выбора (рисунок 12). Это достигается командой
Special/Animation Link или двойным щелчком левой кнопки мыши на объекте.
Рисунок 12 – Диалог выбора динамических свойств объекта [4]
Все динамические связи можно разделить на две группы: Touch Links
(левая колонка) и Display Links (три колонки справа). С помощью свойств Touch
Links выполняется какой - либо ввод в систему. Свойства Display Links
осуществляют вывод информации на экран дисплея.
Нажатие на любую клавишу диалога (рисунок 11) вызывает появление
нового диалога для определения соответствующего свойства объекта.
Количество диалогов соответствует количеству динамических свойств (кнопок)
диалога выбора. Все диалоги различны, но большинство из них имеет общие
характеристики:
 окно типа объекта;
 одинаковую палитру цветов;
 быстрый вызов словаря переменных;
 быстрый доступ к полям переменных;
 поддержку правой кнопки мыши в полях Tagname (имя переменной) и
Expression (выражение).
На рисунке 13 приведен диалог для определения свойств объекта (кнопки),
управляющего значением дискретной переменной.
Рисунок 13 – Диалог определения свойств кнопки [4]
17
Завершение работы с диалогом производится нажатием кнопки Ok. Если
переменная поля Tagname была ранее определена в словаре переменных данного
приложения, пользователь возвращается в диалог выбора динамических свойств
объекта (рисунок 12). Можно либо продолжить определение других
динамических свойств для данного объекта, либо, нажав Ok, вернуться на поле
разработки окна приложения.
Сложные объекты
 Символ  это некоторая комбинация простых объектов, которые
обрабатываются как один объект. Любое изменение статических или
динамических свойств символа влияет на все составляющие символа. Например,
если создать символ "насос" из двух кругов и двух прямоугольников и присвоить
ему динамическое свойство Fill Color (цвет заполнения), то это свойство будет
распространяться
на
все
четыре
простых
объекта.
Различные объекты символа могут иметь разные значения одного и того же
свойства, если они были присвоены этим объектам до объединения в символ.
Bitmap - объекты, кнопки, компоненты не могут быть включены в состав
символа.
 Компонент  это совокупность двух или более объектов, символов или
других компонентов, образующих единый элемент. Они создаются путем выбора
двух и более объектов, символов или компонентов и последующего запуска
команды Arrange/Make Cell. Компоненты реализуют пространственную
взаимосвязь между составляющими их графическими элементами. Каждая
составляющая компонента может иметь свои собственные динамические
свойства. Компоненты используются для таких виртуальных устройств, как
панель управления контроллером, движковый регулятор и т. д.
Компонент не может менять свой размер, ему нельзя присваивать динамические
свойства (внутри компонента есть объекты и символы со своими динамическими
свойствами). Нельзя изменять и статические свойства (внешний вид). Для
изменения статических и динамических свойств компонента его надо разобрать
на составные части командой Arrange/Break Cell. Однако компоненты можно
дублировать, копировать, вставлять, выравнивать, перемещать и т. д.
 Мастер-объект  это предварительно созданный компонент с
определенными статическими и динамическими свойствами, находящийся в
библиотеке мастер-объектов (Wizards) и доступный для многократного
применения. Но, в отличие от компонента, динамические свойства которого
настраиваются для каждой составляющей отдельно до объединения в компонент,
динамические свойства мастер-объекта быстро настраиваются с помощью
специализированного диалога. Другими словами, фирма Wonderware провела
большую работу и создала огромное количество мастер-объектов (несколько
тысяч), определив для каждого из них механизм быстрой настройки статических
и динамических свойств. Все эти мастер-объекты разделены на большое
количество групп и размещены в соответствующей библиотеке. Доступ к ней
18
осуществляется нажатием иконки Wizard в интерфейсе WindowMaker, что
вызывает появление на экране диалога Wizard Selection (Выбор мастер-объекта).
В левой части диалога - список групп мастер-объектов, включающий такие
категории, как Buttons (кнопки), Sliders (ползунковые регуляторы), Switches
(переключатели) и т. д.
В правой части диалога приведены все мастер-объекты выбранной в
данный момент группы. Двойной щелчок по требуемому мастер-объекту
возвращает пользователя в окно разработки приложения. Курсор принимает
форму уголка с символом. Наконец, щелчок мыши на свободном месте окна
приводит к появлению мастер-объекта в окне приложения. Для его
конфигурирования (определения динамических свойств) следует дважды
щелкнуть на мастер-объекте.
Достаточно ввести имя дискретной переменной, желаемый текст на
кнопке, отметить несколько опций и нажать Ok. Инструмент Bitmap
инструментальной панели рисования позволяет копировать и встраивать в
приложение InTouch растровые объекты (совокупность точек). С помощью него
создается "контейнер" для последующей вставки объекта из папки обмена
Windows либо файлов с расширением .BMP, .JPG, .PCX, .TGA. Для
WindowMaker растровое изображение является единым объектом. Невозможно
ни анимировать его отдельные части, ни вставлять Bitmap - объекты в символы
(можно вставлять в компоненты). Такой объект можно развернуть на рабочем
поле на 90, 180, 270, 360 градусов, а также определить для него цвет
"прозрачности", чтобы через него можно было видеть и другие объекты.
Тренды
InTouch предлагает пользователю два сложных объекта типа тренд: тренд
реального времени и исторический (архивный) тренд. Эти объекты позволяют
отображать в виде графиков значения данных реального времени (4 пера) и
архивных данных (8 перьев). Оба типа трендов создаются при использовании
специальных инструментов панели рисования окна WindowMaker с
последующим конфигурированием. Подробная информация по созданию и
конфигурированию трендов будет приведена в соответствующей главе.
Подводя итог описанию графических средств пакета InTouch, следует
отметить, что фирма Wonderware в этом плане предлагает потребителю хороший
набор возможностей:
 богатый, традиционный для пользователей Windows инструментарий;
 меню правой кнопки мыши для окон, графических объектов и полей
диалогов;
 широкий спектр динамических свойств объектов;
 огромную библиотеку мастеров-объектов (Wizards) [4].
2.4 Область применения
19
Области, в которых успешно используются зарекомендовавшие себя
решения от компании Wonderware на базе InTouch:
 энергетика. Программные средства для подготовки операторов и
улучшенного контроля процессов позволяют предприятиям энергетической
промышленности работать безопасно с соблюдением нормативных требований.
В комплексе эти решения обеспечивают эффективную работу энергетической
установки с максимальной производительностью независимо от тепловой
мощности. Пример: АСУ ТП котлоагрегата Бийской ТЭЦ-1 с применением
SCADA-системы InTouch;
 нефтяная и газовая промышленность. Решения, используемые
постоянными клиентами, которые могут осуществлять управление и контроль
группы скважин или рабочей области с помощью одного интерфейса из одного
пункта. Оптимизация рентабельности газоперерабатывающей установки путем
моделирования комплексных объектов и наладки установки и потоков или
проектирование и оптимизация установок до их строительства. Пример:
объединение систем автоматизации различных промысловых объектов
нефтедобычи в единое информационное поле Wonderware System Platform, ОАО
«Оренбургнефть»;
 водоснабжение и водоотведение. Решения Wonderware позволяют
компаниям предоставлять высококачественное, доступное обслуживание в
соответствии с принципами устойчивого развития. Предложения обеспечивают
надежную и безопасную работу предприятий в сфере водоочистки и
канализации, соответствие нормативным требованиям и управление
эффективностью производства и целевыми показателями себестоимости.
Пример: построение централизованной автоматизированной системы
управления технологическими ресурсами головных сооружений ООО
«Самарские коммунальные системы»;
 металлургия и горнодобывающая промышленность. Придерживаясь
концепции Mine to Port или Mine of the Future, Wonderware предлагает
комплексные, интегрированные программные решения, способные решать
сложные задачи, такие как цикличность требований рынка, устаревание
основных производственных фондов и смена трудовых ресурсов вследствие
выхода специалистов на пенсию. Примеры:
1. Создание автоматизированной системы управления сигнализации,
централизации, блокировок рельсовой откатки подземного железнодорожного
транспорта рудника «Северный-Глубокий» Кольской ГМК;
2. Создание автоматизированной системы управления производством
прокатного стана, обеспечивающей контроль выполнения заданной программы
производства за счет отслеживания прохождения металла через технологические
переделы, учёта производства и отгрузки готовой продукции (ТОО «ЕВРАЗ
Каспиан Сталь»);
3. Создание автоматизированной системы управления участком холодного
брикетирования обогатительной фабрики ОАО «Кольская ГМК»;
20
4. Внедрение системы оперативного управления производством на участке
переработки промпродуктов и отработанного катализатора нефтехимии
аффинажного производства ОАО «Красцветмет»;
5. Создание автоматизированной системы оперативного диспетчерского
управления электрохозяйством ОАО «ММК»;
6. Создание информационно-управляющей системы горно-транспортным
комплексом (Михайловский ГОК).
 пищевая промышленность. Решения, которые предоставляют
производителям продуктов питания и напитков, инструменты для обеспечения
надежных, эффективных, воспроизводимых и стабильных операций, независимо
от того, состоит ли предприятие из одной установки или представляет собой
широкую, рассредоточенную среду с большим количеством установок. Пример:
модернизация системы управления оборудованием рецептурно-смесительной
станции кондитерской фабрики «Алтай» (Нестле) (Россия);

неспециализированное
производство.
Неспециализированное
производство характеризуется выпуском большого количества продукции с
необходимостью соблюдения ее единообразия. Wonderware удовлетворяет
потребности предприятий многих сегментов в управлении выпуском продукции,
объемом производства и качеством в режиме реального времени. Пример: АСУ
ТП печного отделения цементного завода «Кричевцементношифер» ПРУП
(Беларусь);

управление
инфраструктурой.
Функционирование
любой
инфраструктуры нуждается в доступе к актуальной и полной информации,
поступающей, как правило, из различных систем. Решения Wonderware
используются всеми объектами инфраструктуры, помогая клиентам по всему
миру получать важные данные, необходимые для более эффективного и
быстрого принятия решений. Пример: интеграция 60 различных сторонних
производителей в систему информации о пассажирах станции, Министерство
путей сообщения Китая;
 целлюлозно-бумажная и перерабатывающая промышленность.
Мониторинг, контроль и оптимизация производства, эффективности активов,
качества и энергопотребления. Решения Wonderware поддерживает системы
управления всех ведущих поставщиков для снижения расходов и
одновременного повышения надежности и эффективности активов. Пример:
автоматизированная система оперативно – диспетчерского управления,
Котласский целлюлозно-бумажный комбинат (Россия);
 химическая промышленность. Решения для непрерывной оптимизации
работы установок и объектов, снижения отходов, обеспечения более
адаптируемых и гибких производственных возможностей, а также для
сокращения удельных затрат, энергопотребления, объема выбросов парниковых
газов и промышленных выбросов при одновременном повышении выпуска
продукции и уровня качества. Пример: автоматизированная система
оперативно – диспетчерского управления ПАО «Нижнекамскнефтехим» [5].
21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
22
Изучив программное обеспечение диспетчерского и оперативного
управления АСУ ТП на примере SCADA – системы InTouch, можно с
уверенностью сказать, что поставленная цель исследования достигнута.
Wonderware InTouch уже более 25 лет занимает лидирующие позиции
среди человеко-машинных интерфейсов (HMI). Будучи ведущим на рынке
инновационным продуктом, обеспечивающим непревзойденную защиту
инвестиций, это решение характеризуется невероятной простотой
использования, великолепной графикой, уникальными возможностями
подключения, лучшей в отрасли службой поддержки и наиболее широкой
партнерской экосистемой.
Отмеченное наградами ПО для организации HMI представляет собой
открытую и расширяемую управляющую систему HMI и SCADA, которая
обеспечивает быстрое создание стандартизованных, многократно используемых
приложений для графической визуализации и их централизованное
развертывание в рамках всего предприятия.
Используемое на более чем одной трети промышленных объектов в мире,
ПО InTouch обеспечивает неизменную эффективность по решению следующих
ключевых задач:
 простота проектирования;
 операционная гибкость;
 безукоризненное управление производительностью в режиме реального
времени для обеспечения максимальной рентабельности;
 повышение гибкости;
 снижение затрат, рисков и повышение безопасности [5].
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
23
1
Зюзев, А.М. SCADA-системы : учеб. эл. текстовое издание /
А.М. Зюзев, К.Е. Нестеров, И.С. Головин. – Екатеринбург : ГОУ-ВПО УГТУУПИ, 2009 – 24 с.
2
Интегрированные системы проектирования и управления:
SCADA-системы : учеб. пособие / И. А. Елизаров [ и др.]. – Тамбов : Изд-во
ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. – 160 с.
3
InTouch 10.0. Руководство по общей концепции InTouch HMI
[Электронный
ресурс]
–
2008.
–
Режим
доступа:
https://www.old.intouch.su/support/pub/ITConcepts_ru.pdf  C. 6–38.
4
Андреев Е.Б. SCADA-системы: взгляд изнутри / Е.Б. Андреев,
Н.А. Куцевич, О.В. Синенко – Москва: Издательство « РТСофт », 2004. – 176 с.
5
Официальный
сайт
Wonderware
[электронный
ресурс]:
https://www.wonderware.ru/
6
Официальный
сайт
Klinkmann
[электронный
ресурс]:
https://www.klinkmann.ru/courses/webinars/wonderware/
24