Wizcon - інтегроване середовище АСУ ТП

Сергій Золотарьов

Протягом довгого часу я вважав, що для АСУ ТП придатні тільки операційні системи реального часу (такі, як QNX) і SCADA-пакети на їх основі (RealFlex, Sitex). Однак зараз з'явився цілий клас додатків, що не вимагають "жорсткого" реального часу, в яких з успіхом можуть застосовуватися офісні ОС і SCADA-пакети, розроблені для них. Якщо проаналізувати зарубіжний ринок таких систем, то не можна не звернути уваги на появу нового сильного "гравця" на цьому полі - пакета Wizcon, що є не просто SCADA-системою, а інтегрованої середовищем. Про високу якість цього продукту говорить, наприклад, той, що одна з його складових, Wizcon for Internet, отримала сертифікат відповідності від Sun Microsystems як на 100% задовольняє мови Java. Цікаво, що такий сертифікат для SCADA-системи видано вперше. Незважаючи на те що Wizcon поки практично невідомий в Росії, в світі він дуже популярний: встановлено понад 3500 систем з 20 000 операторських місць.

Інтегроване середовище Wizcon, розроблена ізраїльською фірмою PC Soft International (www.pcsoftintl.com), являє собою сукупність взаємопов'язаних програмних засобів, які на сучасному рівні вирішують різноманітні завдання АСУ ТП. Wizcon включає в себе наступні компоненти: SCADA-пакет Wizcon; WizPLC - засіб програмування контролерів в стандарті IEC 1131-3; WizSQL - засіб інтерактивного доступу до баз даних; Wizcon for Internet - ПО доступу до SCADA-системі по Internet / intranet; WizSQC - пакет статистичної обробки; WizView - кошти простого моніторингу (без управління).

Wizcon є многоплатформная системою, реалізованої для Windows NT / Windows 95, OS / 2 Warp і MS DOS. Однак найбільш перспективною, на мій погляд, є реалізація Wizcon 7 для Windows NT. Wizcon 7 - це повністю 32-розрядна програма, яка використовує всі переваги Windows NT. В її внутрішню архітектуру реалізовані багатозадачність і багатопотокові механізми. Обмін даними між модулями Wizcon базується на протоколі подій. Система Wizcon ніколи не робить непотрібного сканування бази даних реального часу. Тільки коли деякі дані (теги або тривоги) змінюють стан або значення, ядро ​​WizPro посилає поновлення іншим клієнтам. Така клієнт-серверна архітектура дозволяє оптимізувати ресурси комп'ютера і процес обробки, досягаючи високої продуктивності навіть у великих системах, побудованих на базі Wizcon. Наприклад, Wizcon здатний реєструвати до 10 000 одночасних змін даних і статусів тривоги. Ядром системи є компонент WizPro, який забезпечує уніфіковані інтерфейси для взаємодії різних частин інтегрованого середовища: VPI - віртуальний інтерфейс контролерів; VNI - віртуальний мережевий інтерфейс, який базується на стандартних мережевих протоколах (NetBIOS, IPX / SPX, TCP / IP); VFI - віртуальний файловий інтерфейс, що зв'язує Wizcon із зовнішніми програмами і підтримує різні формати; інтерфейси SQL / ODBC, що забезпечують доступ до СУБД (наприклад, Oracle і Sybase).

Крім того, Wizcon - являє собою відкриту систему, яка підтримує більше 100 функцій API (прикладного інтерфейсу програмування). API Wizcon можна використовувати в програмах на Visual Basic і Сі ++ в тих випадках, коли потрібно інтегрувати Wizcon з наявним програмним забезпеченням, або застосовувати для реалізації специфічних функціональних вимог і алгоритмів кінцевих користувачів. Система поставляється з пакетом розробки (Software Development Toolkit), що включає бібліотеки, приклади і онлайнову документацію для Visual Basic і Сі ++. Така відкритість дозволяє задовольнити навіть дуже складні запити кінцевих користувачів і забезпечити витончені програмні рішення.

графічний інтерфейс

Як при роботі з будь-яким ПО в середовищі MS Windows (95 / NT), перше, на що звертає увагу користувач, це графічні можливості пакета (див. Рис. 1). Функції малювання Wizcon базуються на векторній графіці, що дозволяє реалізувати мультиплікацію і ті перетворення, які неможливі в растровій графіці, такі, як обертання, заповнення полігональних об'єктів будь-якої форми, масштабування, і інші. Простір для малювання Wizcon, значно перевершує розмір екрану, дозволяє показати весь процес і навіть цілий завод на одній картинці.

Мал. 1. Векторна графіка пакету Wizcon дозволяє створювати

на екрані досить складні об'єкти

Завдяки гнучкому підходу до графічного поданням об'єкта, реалізованому в Wizcon, спрощуються розробка і модифікація зображення: все зміни можна робити на одній великій картинці. Для того щоб рухатися по картинках (образам), всю картинку в Wizcon можна розбити на зони і легко і швидко перемикатися між ними. Як тільки картинка завантажується в пам'ять, перемикання між зонами відбувається без затримки, не вимагаючи завантаження нової графіки з жорсткого диска. Наприклад, дуже корисною є функція масштабування графічних зображень (Zoom). У багатьох додатках оператору потрібно надати загальний план заводу, що містить лише найбільш важливі деталі про відбувається діяльності. Коли виявляється якась проблема або потрібне втручання оператора, він повинен збільшити масштаб відображення цікавить частини заводу, щоб вжити відповідних заходів. Це легко можна реалізувати з використанням динамічного зміни масштабу і шарової структури образів Wizcon. Динамічна зміна масштабу дає можливість представляти оператору додаткові параметри і деталі щоразу, коли він змінює масштаб. Цей підхід спрощує взаємодію з системою і дозволяє оператору швидко реагувати на аварійні ситуації. Для полегшення малювання і розробки графіки Wizcon забезпечує більше 500 вбудованих стандартних об'єктів (таких, як насоси, двигуни, клапани та ін.), Які можуть застосовуватися в будь-якому додатку. Крім того, користувач може створити нові графічні бібліотеки або модифікувати стандартні об'єкти Wizcon.

Графічні об'єкти Wizcon (групи) містять не тільки графіку, але і пов'язані з ними параметри конфігурації. Об'єкт включає графіку, мультиплікацію, теги і визначення тривог. При такій побудові можлива розробка SCADA-додатків зверху вниз і створення стандартизованих і багаторазово використовуваних об'єктів. Ефективне використання графічних бібліотек Wizcon забезпечує швидку розробку складної графіки і стандартизацію зображень. В єдиному робочому просторі можна відкрити до 20 вікон Wizcon, що містять графічні зображення, зведення тривог, діаграми і звіти. Всі вікна оновлюються одночасно ядром Wizcon - WizPro. Користувач може спостерігати будь-яку комбінацію графічних зображень, зведень тривог і діаграм, а при необхідності - створити і зберегти шаблони таких складних зображень, що містять комбінації трендів, мнемосхем і зведень тривог. Wizcon забезпечує високу гнучкість при відображенні різних типів даних, як реального часу, так і історичних. Він також підтримує онлайнові, історичні діаграми і X - Y. В одному вікні діаграми може відображатися до 16 параметрів з дозволом аж до 10 мс, причому воно може містити дані як в реальному часі, так і історичні - за кілька днів і навіть за місяць, а користувач може перемикатися між онлайновим, історичним і X - Y режимом.

Сигналізатор Wizcon (зведення тривог) допускає відображення тривог в реальному часі і за даними передісторії. Користувачеві дозволено визначати гнучкі фільтри, щоб відображати, сортувати або класифікувати тривоги відповідно до пріоритету, зоні і іншим параметрам. Текст тривог з'являється динамічно і включає дані в реальному часі для того, щоб точно відобразити параметри процесу в момент настання тривоги. Одне і те ж вікно сигналізатора може відобразити онлайнові та історичні тривоги, а оператор може перемикатися між цими двома режимами.

Мережі та права доступу

Wizcon забезпечує продуманий механізм розмежування доступу, що допускає до 32 робочих груп і до 500 індивідуальних користувачів. Цей механізм дозволяє встановити права їх доступу до того чи іншого додатка. Привілейовані користувачі, які мають доступ до ключових параметрів процесу, можуть змінювати конфігурацію системи, тоді як непривілейованих мають до них обмежений доступ і модифікувати конфігурацію системи не мають права.

Мережева архітектура Wizcon дозволяє поступово будувати і розширювати додаток Wizcon. Окремі станції підключаються до мережі без будь-яких змін в конфігурації програми. У конфігурації мережі теги і тривоги доступні на всій мережі. Наприклад, сигнал надходження тривоги можна підтвердити з будь-якої станції мережі, значення точок БД (тегів) також можна відобразити і редагувати на будь-якій станції. Оскільки мережеві об'єкти на кшталт тегів і сигналів тривог визначені на головній станції SCADA, дублювати їх визначення на інших мережевих станціях немає необхідності. Такий підхід дозволяє розширювати мережеве додаток Wizcon і додавати додаткові робочі станції з мінімальними витратами праці і часу.

У систему вбудований механізм "гарячого" резервування (hot-backup) для тих SCADA-додатків, які вимагають високої надійності (рис. 2). Ця конфігурація Wizcon призначена для підвищення надійності систем з однієї SCADA-станцією, куди підключені всі ПЛК та зовнішні пристрої. У таких конфігураціях без резерву будь-яка відмова центральної SCADA-станції паралізує всю систему. При виявленні відмови на основний станції Wizcon автоматично перемикається на резервну і продовжує оновлення даних на інших станціях мережі. В результаті забезпечується цілісність даних реального часу і історичних даних і запобігає їх втрата.

Мал. 2. Wizcon забезпечує механізм "гарячого" резервування

Wizcon-сервер являє собою спеціальний вузол, що дозволяє збирати дані з нижнього рівня управління заводом і передавати їх в систему моніторингу Wizcon і в базу даних (рис. 3). Він оберігає SCADA-вузли від перевантаження і збільшує загальну продуктивність системи. Будучи ефективним рішенням для великомасштабного додатки, цей компонент дає можливість зменшити вартість системи в цілому.

Мал. 3. Буферизація даних за допомогою сервера Wizcon

підвищує продуктивність всієї системи

програмування контролерів

Розглянемо коротко інші складові частини інтегрованої середовища Wizcon. WizPLC служить для інтеграції засобів програмування контролерів і SCADA-додатків Wizcon в одну систему. За допомогою цього інструменту SCADA Wizcon під'єднується до шини, до якої підключені програмовані логічні контролери, він дозволяє розробляти керуючі логічні програми на п'яти мовах програмування в стандарті IEC 1131-3 (див. Рис. 4). Використовуючи WizPLC, можна проектувати і багаторазово застосовувати готові функціональні блоки і алгоритми в багатьох проектах, економлячи час розробки і зменшуючи кількість помилок. Це ПО виконується під Windows NT в класі пріоритету реального часу, гарантуючи точне час сканування і швидкий відгук. WizPLC підтримує такі популярні "польові" шини: Profibus, Interbus-S, Device Net, CAN Open, SDS; в стадії розробки знаходяться Lonworks і FoundationFieldbus.

Мал. 4. WizPLC підтримує п'ять стандартних (IEC 1131-3) мов програмування ПЛК

Wizcon for Internet забезпечує для традиційного SCADA-додатки підтримку Internet / intranet. Цей модуль дозволяє експортувати картинки Wizcon і інші зображення в коді Java і відображати графіку Wizcon за допомогою будь-якого Java-браузера на зразок Microsoft Explorer або Netscape Navigator. Таким чином, інженери і оператори отримують можливість реєструватися в SCADA-системі з будь-якого віддаленого комп'ютера, використовуючи звичайне Internet- або intranet-з'єднання, і спостерігати і керувати процесом через стандартний браузер.

WizSQL передає дані в реальному часі між Wizcon і будь-який DBMS-системою, що використовує стандартні драйвери ODBC. Команди WizSQL можуть бути сформовані за допомогою стандартного редактора ASCII на основі синтаксису SQL. Звичайним синтаксисом SQL і подієво-керованими потоками даних забезпечуються гнучкі і потужні засоби реалізації SQL-транзакцій для передачі даних в реальному часі і історичних даних в систему DBMS. Модуль WizSQL має вбудований механізм резервування, який дозволяє зберігати SQL-транзакцію на локальному диску в разі відмови DBMS-сервера. Він підтримує наступні бази даних: Oracle, Informix, Ingress, SQL Server, DB / 2, Access, dBase, FoxPro, Paradox, будь-які СУБД, сумісні з ODBC.

Дуже важливо те, що система підтримує широкий спектр обладнання третіх фірм. У цьому сенсі Wizcon є одним з найпотужніших пакетів. У таблиці наведено скорочений список стандартних комунікаційних драйверів Wizcon.

З автором статті можна зв'язатися за телефоном: (095) 939-5872 або за адресою: [email protected].

Стандартні комунікаційні драйвери Wizcon

Виробник

контролер

ABB

Серія T200 і CS 31 через комунікаційний модуль

Allen-Bradley

PLC 5, SLC500 для протоколів DH Plus і Ethernet TCP / IP

APEX

Pdnet Ind., На основі поєднання Arcnet

Applicon Inter

Багато протокольних інтелектуальне з'єднання

B & R Industrie

B & R 2000 Blue Seriesslave, Net2000

Cincinnati

EXc Host Interface через RS485

Electromatic

DUPLINE OPTOLINK

EST

Панелі тривог Fast Fire CM1N, CIS

Eurotherm

протокол BISYNC

General Electric

9030, 9070 через SNP і 9330, 9070 через Ethernet TCP / IP

Hilscher

Протокол PROFIBUS (FMS, FDL)

Hilscher

CIF30 Profibus DP / Interbus-S / CanOpen

Hitachi

Series H

Idec (Izumi)

FA1, FA2 в мережі

Kenelec

7110 Multiplexor Processor, "HA" Port

Keyence

KV300 для протоколу ASCII

Klockner Moeller

PS306, PS316, PS32, SUCOMA

Klockner Moeller

PS4201 MM1 для протоколу SUCOMB

Mitsubishi

MELSECA

Mitsubishi

FX Series / Monitor Interface FX-232AW

Modem VPI

General Driver: Read & control MODE Signals

Modicon

MODBUS Plus і MODBUS RTU, JBUS

Версія для друку

Тільки зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі.