SCADA системи

Інформатика, програмування

Міністерство загальної та професійної освіти Російської Федерації

Іванівський Державний Енергетичний Університет

Кафедра електроніки та мікропроцесорних систем

за курсом: «Системи контролю та візуалізації» на тему:

«SCADA-системи»

Виконав студент гр. 1-34M

Шмаргун О.Н.

Перевірив:

Анісімов А. А.

Іваново 2003 < p> Зміст:
Введення 2
АСУ ТП і диспетчерське управління 2
Компоненти систем контролю і управління та їх призначення 4
Розробка прикладного програмного забезпечення СКУ: вибір шляху та інструментарію 7
Технічні характеристики 8
Відкритість систем 9 < br> Вартісні характеристики 10
Експлуатаційні характеристики 10
Графічний інтерфейс 11
Графічні засоби InTouch 11
Вікна в InTouch 11
Об'єкти та їх властивості 13
Організація взаємодії з контролерами 16
Апаратна реалізація зв'язку з пристроями введення/виводу 17
Сервери введення/виводу в InTouch 18
Підтримувані комунікаційні протоколи 18
Особливості адресації в InTouch 20
Обмін даними з іншими додатками 21
Визначення імені доступу в словнику змінних InTouch 22
Тренди в SCADA - системах 25
Тренди в InTouch 25
Архівування (реєстрація) значень змінної 26
Відображення трендів 26
Зміна параметрів архівних трендів в режимі виконання 29
Система розподілених архівів 29
Вбудовані мови програмування 30
Скрипти в InTouch 31
Типи скриптів 31
Вбудовані функції 32
Опції Quick Functions 36
Розробка графобудівники в системі InTouch 37
Розробка DDE-сервера 37
Розробка DDE - клієнта 39
Список літератури 41

Введення

Сучасна АСУТП (автоматизована система управління технологічнимпроцесом) являє собою багаторівневу людино-машинне системууправління. Створення АСУ складними технологічними процесамиздійснюється з використанням автоматичних інформаційних систем зборуданих та обчислювальних комплексів, які постійно вдосконалюються поміру еволюції технічних засобів і програмного забезпечення.

АСУ ТП і диспетчерське управління

безперервну в часі картину розвитку АСУТП можна розділити на три етапи,обумовлені появою якісно нових наукових ідей і технічнихкоштів. У ході історії змінюється характер об'єктів і методів управління,засобів автоматизації та інших компонентів, які складають змістсучасної системи управління.

. Перший етап відображає впровадження систем автоматичного регулювання

(САР). Об'єктами управління на цьому етапі є окремі параметри, установки, агрегати; рішення задач стабілізації, програмного керування, стеження переходить від людини до САР. У людини з'являються функції розрахунку завдання і параметри настройки регуляторів.

. Другий етап - автоматизація технологічних процесів. Об'єктом управління стає розосереджені в просторі система; за допомогою систем автоматичного управління (САУ) реалізуються всі більш складні закони управління, вирішуються завдання оптимального та адаптивного управління, проводиться ідентифікація об'єкта і станів системи.

Характерною особливістю цього етапу є впровадження систем телемеханіки в управління технологічними процесами. Людина все більше віддаляється від об'єкта управління, між об'єктом та диспетчером вибудовується цілий ряд вимірювальних систем, виконавчих механізмів, засобів телемеханіки, мнемосхем та інших засобів відображення інформації (СОІ).

. Третій етап - автоматизовані системи управління технологічними процесами - характеризується впровадженням в управління технологічними процесами обчислювальної техніки. Спочатку - застосування мікропроцесорів, використання на окремих фазах управління обчислювальних систем; потім активний розвиток людино-машинних систем управління, інженерної психології, методів та моделей дослідження операцій і, нарешті, диспетчерське управління на основі використання автоматичних інформаційних систем збору даних і сучасних обчислювальних комплексів. < br>Від етапу до етапу змінювалися і функції людини (оператора/диспетчера),покликаного забезпечити регламентне функціонування технологічногопроцесу. Розширюється коло завдань, що вирішуються на рівні управління;обмежений прямою необхідністю управління технологічним процесомнабір завдань поповнюється якісно новими завданнями, раніше маютьдопоміжний характер або пов'язані з іншого рівня управління.
Диспетчер в багаторівневої автоматизованої системи управліннятехнологічними процесами отримує інформацію з монітора ЕОМ чи зелектронної системи відображення інформації і впливає на об'єкти,що знаходяться від нього на значній відстані за допомогоютелекомунікаційних систем, контролерів, інтелектуальних виконавчихмеханізмів.
Основою, необхідною умовою ефективної реалізації диспетчерськогоуправління, що має яскраво виражений динамічний характер, стаєробота з інформацією, тобто процеси збору, передачі, обробки,відображення, подання інформації.
Від диспетчера вже потрібно не тільки професійне знаннятехнологічного процесу, основ керування ним, але й досвід роботи вінформаційних системах, вміння приймати рішення (в діалозі з ЕОМ) впозаштатних та аварійних ситуаціях і багато чого іншого. Диспетчер стаєголовною дійовою особою в управлінні технологічним процесом.
Говорячи про диспетчерському управлінні, не можна не торкнутися проблемитехнологічного ризику. Технологічні процеси в енергетиці, нафтогазовійі ряді інших галузей промисловості є потенційно небезпечними і привиникненні аварій призводять до людських жертв, а також дозначних матеріальних і екологічного збитку.
Статистика каже, що за тридцять років число врахованих аварій подвоюєтьсяприблизно кожні десять років. В основі будь-якої аварії за винятком стихійнихлих лежить помилка людини.
У результаті аналізу більшості аварій і подій на всіх видахтранспорту, у промисловості та енергетиці були отримані цікаві дані.
У 60 - х роках помилка людини була первісною причиною аварій лише в
20% випадків, тоді як до кінця 80-х частка "людського фактору" сталанаближатися до 80%.
Одна з причин цієї тенденції - старий традиційний підхід до побудовискладних систем управління, тобто орієнтація на застосування новітніхтехнічних і технологічних досягнень і недооцінка необхідностіпобудови ефективного людино - машинного інтерфейсу, орієнтованогона людину (диспетчера).
Таким чином, вимога підвищення надійності систем диспетчерськогоуправління є однією з передумов появи нового підходу прирозробці таких систем: орієнтація на оператора/диспетчера і його завдання.
Концепція SCАDA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерськекерування і збір даних) зумовлена всім ходом розвитку системуправління і результатами науково-технічного прогресу. Застосування SCADA -технологій дозволяє досягти високого рівня автоматизації у вирішенні завданьрозробки систем управління, збору, обробки, передачі, зберігання тавідображення інформації.
Дружність людино-машинного інтерфейсу (HMI/MMI), що надається
SCADA - системами, повнота і наочність що представляється на екраніінформації, доступність "важелів" керування, зручність користуванняпідказками та довідкову систему і т. д. - підвищує ефективністьвзаємодії диспетчера з системою і зводить до нуля його критичні помилкипри управлінні.
Слід зазначити, що концепція SCADA, основу якої становитьавтоматизована розробка систем управління, дозволяє вирішити ще рядзавдань, довгий час вважалися нерозв'язними: скоротити терміни розробкипроектів з автоматизації та прямі фінансові витрати на їх розробку.
В даний час SCADA є основним і найбільш перспективним методомавтоматизованого управління складними динамічними системами
(процесами).
Управління технологічними процесами на основі систем SCADA сталоздійснюватися в передових західних країнах у 80-і роки. Область застосуванняохоплює складні об'єкти електро-та водопостачання, хімічні,нафтохімічні і нафтопереробні виробництва, залізничнийтранспорт, транспорт нафти і газу та ін
У Росії диспетчерське управління технологічними процесами спиралося,головним чином, на досвід оперативно-диспетчерського персоналу. Томуперехід до управління на основі SCADA-систем став здійснюватися кількапізніше. До труднощів освоєння у Росії нової інформаційної технології,який є SCADA-системи, відноситься як відсутність експлуатаційногодосвіду, так і брак інформації про різні SCADA-системах. У світіналічується не один десяток компаній, що активно займаються розробкою івпровадженням SCADA-систем. Кожна SCADA-система - це "know-how" компанії ітому дані про ту чи іншої системи не настільки великі.
Велике значення при впровадженні сучасних систем диспетчерського управліннямає рішення наступних завдань:

. вибору SCADA-системи (виходячи з вимог і особливостей технологічного процесу);

. кадрового супроводу.
Вибір SCADA-системи являє собою досить важке завдання,аналогічну прийняття рішень в умовах багатокритеріального, ускладненунеможливістю кількісної оцінки низки критеріїв через нестачуінформації.
Підготовка фахівців з розробки та експлуатації систем управління набазі програмного забезпечення SCADA здійснюється на спеціалізованихкурсах різних фірм, курсах підвищення кваліфікації. В даний час внавчальні плани ряду технічних університетів почали вводитися дисципліни,пов'язані з вивченням SCADA-систем. Однак спеціальна література з SCADA -системам відсутня; є лише окремі статті та рекламні проспекти.

Компоненти систем контролю і управління та їх призначення

Багато проектів автоматизованих систем контролю та управління (СКУ) длябіль-шого спектра областей застосування дозволяють виділити узагальнену схемуїх реалізації, представлену на рис.1.

| |
| Рис.1. Узагальнена схема системи контролю і управління. |

Як правило, це дворівневі системи, тому що саме на цих рівняхреалізується безпосереднє управління технологічними процесами.
Специфіка кожної конкретної системи управління визначається використовуваної накожному рівні програмно - апаратною платформою.

. Нижній рівень - рівень об'єкта (контролерних) - включає різні датчики для збору інформації про хід технологічного процесу, електроприводи та виконавчі механізми для реалізації регулюючих і керуючих впливів. Датчики постачають інформацію локальним програмованим логічним контролерів (PLC - Programming Logical

Controoller), які можуть виконувати такі функції: o збір і обробка інформації про параметри технологічного процесу; o керування електроприводами та іншими виконавчими механізмами; o рішення задач автоматичного логічного управління і ін

Так як інформація в контролерах попередньо обробляється і частково використовується на місці, істотно знижуються вимоги до пропускної спроможності каналів зв'язку.

Як локальних PLC в системах контролю та управління різнимитехнологічними процесами в даний час застосовуються контролери яквітчизняних виробників, так і закордонних. На ринку представленібагато хто десятки і навіть сотні типів контролерів, здатних обробляти віддекількох змінних до кількох сотень змінних.

До апаратно-програмним засобам контролерних рівня управліннявисуваються жорсткі вимоги щодо надійності, часу реакції навиконавчі пристрої, датчики і т.д. Програмовані логічніконтролери повинні гарантовано відгукуватися на зовнішні події,що надходять від об'єкту, за час, визначений для кожної події.

Для критичних з цієї точки зору об'єктів рекомендується використовуватиконтролери з операційними системами реального часу (ОСРВ). Контролерипід керуванням ОСРВ функціонують у режимі жорсткого реального часу.

Розробка, налагодження та виконання про-грам управління локальнимиконтролерами здійснюється за допомогою спеціалізованого програмногозабезпечення, широко представленого на ринку.

До цього класу інструментального ПО відносяться пакети типу ISaGRAF (CJ
International France), InConrol (Wonderware, USA), Paradym 31 (Intellution,
USA), що мають відкриту архітектуру.

. Інформація з локальних контролерів може направлятися в мережу диспетчерського пункту безпосередньо, а також через контролери верхнього рівня (див. рис.). В залежності від поставленого завдання контролери верхнього рівня (концентратори, інтелектуальні або комунікаційні контролери) реалізують різні функції. Деякі з них перераховані нижче: o збір даних з локальних контролерів; o обробка даних, включаючи масштабування; o підтримку єдиного часу в системі; o синхронізація роботи підсистем; o організація архівів за обраними параметрами; o обмін інформацією між локальними контролерами і верхнім рівнем; o робота в автономному режимі при порушеннях зв'язку з верхнім рівнем; o резервування каналів передачі даних і ін

. Верхній рівень - диспетчерський пункт (ДП) - включає, перш за все, одну чи кілька станцій керування, що представляють собою автоматизоване робоче місце (АРМ) диспетчера/оператора. Тут же може бути розміщений сервер бази даних, робочі місця (комп'ютери) для фахівців і т. д. Часто в якості робочих станцій використовуються

ПЕОМ типу IBM PC різних конфігурацій.

Станції управління призначені для відображення ходу технологічного процесу та оперативного управління. Ці завдання і покликані вирішувати SCADA

- системи. SCADА - це спеціалізоване програмне забезпечення, орієнтоване на забезпечення інтерфейсу між диспетчером і системою управління, а також комунікацію із зовнішнім світом.

Спектр функціональних можливостей визначений самою роллю SCADA в системах управління і реалізований практично у всіх пакетах: o автоматизована розробка, що дає можливість створення ПЗ системи автоматизації без реального програмування; o засоби виконання прикладних програм; o збір первинної інформації від пристроїв нижнього рівня; o обробка первинної інформації; o реєстрація аларм та історичних даних; o зберігання інформації з можливістю її пост-обробки (як правило, реалізується через інтерфейси до найбільш популярних баз даних); o візуалізація інформації у вигляді мнемосхем, графіків і т.п.; o можливість роботи прикладної системи з наборами параметрів, що розглядаються як "єдине ціле" ( "recipe" або "установки") .

Розглядаючи узагальнену структуру систем управління, слід запровадити і ще одне поняття - Micro-SCADA. Micro-SCADA - це системи, що реалізують стандартні (базові) функції, притаманні SCADA - систем верхнього рівня, але орієнтовані на вирішення завдань автоматизації в певній галузі (вузькоспеціалізовані). На противагу їм

SCADA - системи верхнього рівня є універсальними.

. Всі компоненти системи управління об'єднані між собою каналами зв'язку. Забезпечення взаємодії SCADA - систем з локальними контролерами, контролерами верхнього рівня, офісними та промисловими мережами покладено на так зване комунікаційне ПЗ. Це досить широкий клас програмного забезпечення, вибір якого для конкретної системи управління визначається багатьма факторами, у тому числі і типом застосовуваних контролерів, і використовуваної SCADA - системою. Більш докладна інформація про комунікаційний ПО наведена в розділі 2.

. Великий обсяг інформації, безперервно надходить з пристроїв введення/виводу систем управління, зумовлює наявність в таких системах баз даних (БД). Основне завдання баз даних - своєчасно забезпечити користувача всіх рівнів управління необхідної інформацією.

Але якщо на верхніх рівнях АСУ ця задача вирішена за допомогою традиційних БД, то цього не скажеш про рівень АСУ ТП. До недавнього часу реєстрація інформації в реальному часі вирішувалася на базі ПО інтелектуальних контролерів і SCADA - систем. Останнім часом з'явилися нові можливості по забезпеченню високошвидкісного зберігання інформації в БД. Більш докладна інформація з баз даних реального часу наведена у главі 6.

. Бурхливий розвиток Інтернет не могло не привернути увагу виробників програмного продукту SCADA. Чи можливо примененіе Інтернет - технологій в системах управління технологічними процесами? Якщо так, то які рішення пропонуються в даний час компаніями - розробниками? Обговоренню цих питань присвячена глава 7.

Розробка прикладного програмного забезпечення СКУ: вибір шляху іінструментарію

Приступаючи до розробки спеціалізованого прикладного програмногозабезпечення (ППО) для створення системи контролю і управління, системнийінтегратор або кінцевий користувач зазвичай вибирає один з наступнихшляхів:

. Програмування з використанням "традиційних" засобів (традиційні мови програмування, стандартні засоби налагодження тощо)

. Використання існуючих, готових - COTS (Commercial Of The Shelf) - інструментальних проблемно-орієнтованих засобів.
Для більшості вибір вже очевидний. Процес розробки ППО важливо спростити,скоротити часові і прямі фінансові витрати на розробку ППО,мінімізувати витрати праці висококласних програмістів, по можливостізалучаючи до розробки фахівців-технологів в області автоматизуютьсяпроцесів. При такій постановці завдання другий шлях може виявитися більшкращим.
Для складних розподілених систем процес розробки власного ППО звикористанням "традиційних" коштів може стати неприпустимо тривалим, авитрати на його розробку невиправдано високими. Варіант з безпосереднімпрограмуванням щодо привабливий лише для простих систем абоневеликих фрагментів великої системи, для яких немає стандартних рішень
(не написаний, наприклад, відповідний драйвер) або вони не влаштовують з тих чиінших причин у принципі.
Отже, вибір шляху зроблено! Це дуже важливо, але тоді слід зробити і другийкрок - "визначитися" з інструментальними засобами розробки ППО.

Програмні продукти класу SCADA широко представлені на світовому ринку. Цекілька десятків SCADA - систем, багато з яких знайшли своє застосуванняі в Росії. Найбільш популярні з них наведено нижче:

. InTouch (Wonderware) - США;

. Citect (CI Technology) - Австралія;

. FIX (Intellution) - США;

. Genesis (Iconics Co) - США;

. Factory Link (United States Data Co) - США;

. RealFlex (BJ Software Systems) - США;

. Sitex (Jade Software) - Великобританія;

. TraceMode (AdAstrA) - Росія;

. Cimplicity (GE Fanuc) - США;

. Саргон (НВТ - Автоматика) - Росія.
При такому різноманітті SCADA - продуктів на російському ринку природновиникає питання про вибір. Вибір SCADA-системи являє собоюдосить важке завдання, аналогічну пошуку оптимального рішення вумовах багатокритеріального.
Нижче наводиться приблизний перелік критеріїв оцінки SCADA - систем, яків першу чергу повинні цікавити користувача. Цей перелік неє авторським і давно вже обговорюється у спеціальній періодичнійпресі. У ньому можна виділити три великі групи показників:

. технічні характеристики;

. вартісні характеристики;

. експлуатаційні характеристики.

Технічні характеристики

Програмно-апаратні платформи для SCADA-систем.

Аналіз переліку таких платформ необхідний, оскільки від нього залежить відповідь напитання, чи можлива реалізація тієї чи іншої SCADA-системи на наявнихобчислювальних засобах, а також оцінка вартості експлуатації системи
(будучи розробленої в одній операційному середовищі, прикладна програмаможе бути виконана в будь-якій іншій, яку підтримує вибраний SCADA -пакет). У різних SCADA-системах це питання вирішено по різному. Так,
FactoryLink має дуже широкий список підтримуваних програмно -апаратних платформ:

У той же час у таких SCADA-системах, як RealFlex і Sitex основупрограмної платформи принципово становить єдина операційнасистема реального часу QNX.
Переважна більшість SCADA-систем реалізовано на MS Windows платформах.
Саме такі системи пропонують найбільш повні і легко нарощувані MMI --кошти. З огляду на позиції Microsoft на ринку операційних систем (ОС),слід зазначити, що навіть розробники многоплатформних SCADA-систем,такі як United States DATA Co (розробник FactoryLink), пріоритетнимвважають подальший розвиток своїх SCADA-систем на платформі Windows NT.
Деякі фірми, до цих пір підтримували SCADA-системи на базіопераційних систем реального часу (ОСРВ), почали змінювати орієнтацію,вибираючи системи на платформі Windows NT. Все більш очевидним стаєзастосування ОСРВ, в основному, у вбудованих системах, де вонидійсно гарні. Таким чином, основним полем, де сьогоднірозгортаються головні події глобального ринку SCADA - систем, стала MS
Windows NT/2000 на тлі все прискореного згортання активності в області
MS DOS, MS Windows 3.xx/95.
Наявні засоби мережної підтримки.
Однією з основних рис сучасного світу систем автоматизації є їхвисокий ступінь інтеграції. У будь-якій з них можуть бути задіяні об'єктиуправління, виконавчі механізми, апаратура, яка реєструє іобробна інформацію, робочі місця операторів, сервери баз даних іт.д. Очевидно, що для ефективного функціонування в цій різнорідноїсередовищі SCADA-система повинна забезпечувати високий рівень мережевого сервісу.
Бажано, щоб вона підтримувала роботу в стандартних мережевих середовищах
(ARCNET, ETHERNET і т.д.) з використанням стандартних протоколів (NETBIOS,
TCP/IP та ін), а також забезпечувала підтримку найбільш популярних мережевихстандартів з класу промислових інтерфейсів (PROFIBUS, CANBUS, LON,
MODBUS і т.д.) Цим вимогам у тій чи іншій мірі задовольняютьпрактично всі розглянуті SCADA-системи, з тим лише відмінністю, щонабір підтримуваних мережних інтерфейсів, звичайно ж, різний.
Вбудовані командні мови.
Більшість SCADA-систем мають вбудовані мови високого рівня, VBasic -подібні мови, що дозволяють генерувати адекватну реакцію на події,пов'язані зі зміною значення змінної, з виконанням деякогологічного умови, з натисканням комбінації клавіш, а також з виконаннямдеякого фрагмента з заданою частотою щодо всього програму абоокремого вікна.
Підтримувані бази даних.
Однією з основних задач систем диспетчерського контролю та управлінняє обробка інформації: збір, оперативний аналіз, зберігання, стиснення,пересилання і т. д. Таким чином, в рамках створюваної системи повиннафункціонувати база даних.
Практично всі SCADA-системи, зокрема, Genesis, InTouch, Citect,використовують ANSI SQL синтаксис, який є незалежним від типу базиданих. Таким чином, додатки віртуально ізольовані, що дозволяєміняти базу даних без серйозної зміни самої прикладної задачі,створювати незалежні програми для аналізу інформації, використовувати вженапрацьоване програмне забезпечення, орієнтоване на обробку даних.
Графічні можливості.
Для фахівця-розробника системи автоматизації, також як і дляфахівця - "технолога", чиє робоче місце створюється, дуже важливийграфічний користувальницький інтерфейс. Функціонально графічніінтерфейси SCADA-систем досить схожі. У кожній з них існуєграфічний об'єктно-орієнтований редактор з певним набороманімаційних функцій. Використовувана векторна графіка дає можливістьздійснювати широкий набір операцій над обраним об'єктом, а також швидкооновлювати зображення на екрані, використовуючи засоби анімації.
Вкрай важливим є також питання про підтримку в розглянутих системахстандартних функцій GUI (Graphic Users Interface). Оскільки більшістьрозглянутих SCADA-систем працюють під управлінням Windows, це івизначає тип GUI.

Відкритість систем

Система є відкритою, якщо для неї визначені й описані використовуваніформати даних і процедурний інтерфейс, що дозволяє підключити до неї
"зовнішні", незалежно розроблені компоненти.
Розробка власних програмних модулів.
Перед фірмами-розробниками систем автоматизації часто постає питання простворення власних (не передбачених в рамках систем SCADA) програмнихмодулів і включення їх в створювану систему автоматизації. Тому питанняпро відкритість системи є важливою характеристикою SCADA-систем.
Фактично відкритість системи означає доступність специфікацій системних
(в сенсі SCADA) викликів, що реалізовують той або інший системний сервіс. Цеможе бути і доступ до графічних функцій, функціям роботи з базами данихі т.д.
Драйвери вводу-виводу.
Сучасні SCADA-системи не обмежують вибору апаратури нижнього рівня,так як надають великий набір драйверів або серверів вводу-виводу імають добре розвинені засоби створення власних програмних модулів абодрайверів нових пристроїв нижнього рівня. Самі драйвери розробляються звикористанням стандартних мов програмування. Питання, однак, у тому,чи достатньо тільки специфікацій доступу до ядра системи, що поставляютьсяфірмою-розробником в штатному комплекті (система Trace Mode), або длястворення драйверів необхідні спеціальні пакети (системи FactoryLink,
InTouch), або ж, взагалі, розробку драйвера потрібно замовляти у фірми -розробника.
Розробки третіх фірм.
Багато компаній займаються розробкою драйверів, ActiveX-об'єктів ііншого програмного забезпечення для SCADA-систем. Цей факт дуже важливооцінювати при виборі SCADA-пакету, оскільки це розширює областьзастосування системи непрофесійними програмістами (немає необхідностірозробляти програми з використанням мов С або Basic).

Вартісні характеристики

При оцінці вартості SCADA-систем потрібно враховувати наступні фактори:

. вартість програмно-апаратної платформи;

. вартість системи;

. вартість освоєння системи;

. вартість супроводу.

Експлуатаційні характеристики

Показники цієї групи критеріїв найбільш суб'єктивні. Це той самийвипадок, коли краще один раз побачити, ніж сім раз почути. До цієї групиможна віднести:

. зручність інтерфейсу середовища розробки - "Windows - подібний інтерфейс", повнота інструментарію і функцій системи;

. якість документації - її повнота, рівень русифікації;

. підтримка з боку творців - кількість інсталяцій, дилерська мережа, навчання, умови оновлення версій і т. д.
Якщо припустити, що користувач впорався і з цим завданням - зупинивсвій вибір на конкретній SCADA - системи, то далі починається розробкасистеми контролю і управління, яка включає наступні етапи:

. Розробка архітектури системи автоматизації в цілому. На цьому етапі визначається функціональне призначення кожного вузла системи автоматизації.

. Вирішення питань, пов'язаних з можливою підтримкою розподіленої архітектури, необхідністю введення вузлів з "гарячим резервуванням" і т.п.

. Створення прикладної системи управління для кожного вузла. На цьому етапі фахівець в області автоматизованих процесів наповнює вузли архітектури алгоритмами, сукупність яких дозволяє вирішувати завдання автоматизації.

. Приведення у відповідність параметрів прикладної системи з інформацією, якою обмінюються пристрої нижнього рівня (наприклад, програмовані логічні контролери - ПЛК) з зовнішнім світом (датчики технологічних параметрів, виконавчі пристрої і ін)

. Налагодження створеної прикладної програми в режимі емуляції. У наступних розділах на прикладі двох відомих і добре зарекомендували себе SCADA-систем (InTouch і Citect) розглянуті основні компоненти, функції і можливості систем диспетчерського керування та збору даних.

Графічний інтерфейс

Засоби візуалізації - одна з базових властивостей SCADA - систем. У кожній зних існує графічний об'єктно - орієнтований редактор зпевним набором анімаційних функцій. Використовувана векторна графікадає можливість здійснювати широке коло операцій над обраним об'єктом.
Об'єкти можуть бути простими (лінії, прямокутники, текстові об'єкти і т.д.) і складні. Можливості агрегування складних об'єктів у різних SCADA --системах різні. Всі SCADA - системи включають бібліотеки стандартнихграфічних символів, бібліотеки складних графічних об'єктів, маютьцілим рядом інших стандартних можливостей.
Але, тим не менше, кожна SCADA - система по-своєму унікальна і, незважаючи напідтримка стандартних функцій, володіє властивими тільки їйособливостями. При розгляді графічних можливостей SCADA - систем
InTouch і Citect передбачається звернути увагу не тільки на можливостіінструментаріїв зі створення графічних об'єктів, але й на іншіщо надаються користувачеві послуги, що полегшують і прискорюють процесрозробки програм (проектів).

Графічні засоби InTouch

Компоненти середовища розробки InTouch:

. WindowMaker - інструментальне середовище розробки додатків;

. Application Explorer - представлення програми в ієрархічному вигляді з доступом до будь-якого компоненту програми, але багатьом часто використовуваних команд і функцій WindowMaker.
Проект, створений у пакеті InTouch, являє собою набір вікон (Window)з різними графічними і текстовими об'єктами.

Вікна в InTouch

Властивості кожного вікна (наявність заголовка, колір фону, розміри і т. д.)визначаються при його створенні. Створення нового вікна проводиться в середовищірозробки WindowMaker клацанням по іконі панелі інструментів General абокомандою File/New Window. На екрані з'явиться діалог Window Properties
(Властивості вікна, рис. 2).

| |
| Рис. 2. Діалог Window Properties (Властивості вікна). |

Кожне вікно повинно мати своє ім'я для його ідентифікації в додатку
(Name). Колір фону створюваного вікна вибирається з кольорової палітри,викликається на екран клацанням по віконця Window Color.

У полі Comment можна ввести коментар, пов'язаний з цим вікном
(необов'язково). Ця інформація потрібна тільки для документування і невикористовується додатком.

InTouch пропонує три типи вікон (Window Турі):

. Replace (замінює) - закриває всі існуючі вікна, що перекриваються їм при появі на екрані, включаючи вікна типу Popup та інші вікна типу

Replace.

. Overlay (перекривають) - з'являється поверх всіх відображаються в поточний момент вікон. Коли вікно типу Overlay закривається, всі приховувані їм вікна відновлюються. Клік миші по будь-якому мабуть ділянці лежить нижче вікна призводить до переходу його на передній план.

. Popup (спливаюче) - схоже на вікно типу Overlay, тільки воно завжди залишається поверх всіх інших відкритих вікон. Вікно закривається після відповідної команди користувача.
Вибір типу створюваного вікна проводиться включенням відповідної кнопкиу полі Window Туре.

У полі Frame Style (стиль обрамлення) вибирається необхідний стильобрамлення вікна:

. Single - вікно з рамкою, допускається заголовок;

. Double - вікно з рамкою без заголовка;

. None - вікно без рамки і заголовка.
Щоб у вікна була смуга з заголовком, де виводиться ім'я вікна, включаютьопцію Title Bar. Ця смуга також служить для переміщення вікна при захопленніїї мишею. При виборі цієї опції відключаться опції Double і None для стилюобрамлення.

Для можливості зміни розмірів вікна, коли воно відкриється в WindowMaker,слід вибрати опцію Size Controls (управління розміром).

У групі полів Dimentions визначаються поточні розміри і положення вікна наробочому полі:

. X Location - відстань у пікселях між лівим краєм робочого поля

WindowMaker і лівим краєм описуваного вікна;

. Y Location - відстань у пікселях між верхнім краєм робочого поля

WindowMaker і верхнім краєм описуваного вікна;

. Window Width - ширина вікна в пікселях;

. Window Height - висота вікна в пікселях.
За замовчуванням при створенні нового вікна ці параметри приймуть значенняпопереднього (останнього) створеного вікна.
Кнопка Scripts (скрипти) дає можливість увійти в діалог Window Script длястворення віконного сценарію.
Для уніфікації зовнішнього вигляду вікон програми та скорочення термінів розробкидодатків InTouch пропонує декілька прийомів.
Один з таких прийомів - дублювання вікон. Створення копій вікон виконуєтьсякомандою File/Save Window As. Для швидкого доступу до цієї команди можнаскористатися меню правої кнопки миші (див. нижче).
Другий прийом, який також дозволяє заощаджувати час розробки програми
- Імпорт вікон. Можна повторно використовувати всі раніше створені вікна,об'єкти і скрипти. Щоб імпортувати вікна з іншого InTouch --додатки, необхідно скористатися командою File/Import.
Інтерфейс WindowMaker з відкритим вікном представлений на рис. 3.
| |
| Рис. 3. Інтерфейс WindowMaker. |

Зверху екрана розташована рядок меню, що включає опції для роботи звікнами, редагування та вирівнювання об'єктів в ок?? е, налаштуванняінструментаріїв, тексту, товщини і стилю ліній тощо
Зліва від робочого поля видно меню Application Explorer, яке може бутививедено в інтерфейс WindowMaker або закрито натисканням відповідноїіконки інструментарію.

Об'єкти та їх властивості

Прості об'єкти.

WindowMaker підтримує чотири базових типу простих об'єктів: лінії,заповнені контури, текст і кнопки. Кожен з цих простих об'єктів маєвластивості, що впливають на його зовнішній вигляд. Такими властивостями є колірлінії, колір заповнення, висота, ширина, орієнтація і т. д., і вони можутьбути статичними або динамічними.

. Лінія - це об'єкт, який представляє собою один або кілька пов'язаних відрізків. Товщина лінії і її стиль є статичними властивостями лінії, які присвоюють їй під час створення, і лише колір лінії може бути пов'язаний з анімаційної функцією.

. Заповнений контур (прямокутник, округлений прямокутник, коло, еліпс, багатокутник) являє собою двомірний об'єкт. До динамічних властивостей такого об'єкта відносяться колір контурної лінії, колір заповнення, насиченість кольору заповнення, висота, ширина, розташування, видимість та орієнтація.

. Текст являє собою послідовність символів. До статичних властивостями тексту відносяться тип шрифту, його розмір, виділення, курсив, підкреслення, вирівнювання. Анімаційні властивості шрифту - колір, видимість і розташування.

. Кнопка - часто використовуваний об'єкт при створенні операторських інтерфейсів. З кнопками можуть бути пов'язані функції різних типів.

Натискання кнопки може викликати виконання скриптів, кнопкою можна проводити введення аналогових і дискретних величин і т. д.
Текст на кнопці редагується за допомогою команди Special/Substitute
Strings ... При цьому текстове поле може містити тільки один рядок.

Один і той самий об'єкт може мати набір різних динамічних властивостей.
Комбінації цих властивостей надають можливість створювати на екрані врежимі виконання (Runtime) практично будь-які динамічні ефекти. Дляустановки динамічних властивостей треба перш за все викликати на екран діалог їхвибору (рис. 4). Це досягається командою Special/Animation Link або подвійнимклацанням лівої кнопки миші на об'єкті.

| |
| Рис. 4. Діалог вибору динамічних властивостей об'єкта. |

Всі динамічні зв'язку можна розділити на дві групи: Touch Links (ліваколонка) і Display Links (три колонки праворуч). За допомогою властивостей Touch
Links виконується який - або введення в систему. Властивості Display Linksздійснюють вивід інформації на екран дисплея.

Натискання на будь-яку клавішу діалогу (мал. 4) викликає появу нового діалогудля визначення відповідного властивості об'єкта. Кількість діалогіввідповідає кількості динамічних властивостей (кнопок) діалогу вибору. Всідіалоги різні, але більшість з них має загальні характеристики:

. вікно типу об'єкта;

. однакову палітру кольорів;

. швидкий виклик словника змінних;

. швидкий доступ до полів змінних;

. підтримку правою кнопкою миші в полях Tagname (ім'я змінної) і

Expression (вираз).
На рис.5 наведено діалог дл