Инструментальная SCADA-система GENIE

Рассмотрим в качестве примера инструментальную SCADA-систему GENIE фирмы Advantech. Состав этой простой инструментальной SCADA-системы показан на рис. 30. GENIE состоит из программы конфигурации системы управления (Установка устройств) и программы задания алгоритма управления (Построитель стратегий).

При конфигурировании системы определяются имеющиеся в её составе устройства ввода-вывода сигналов. Устройство ввода-вывода является аппаратным средством, предназначенным для ввода и/или вывода данных в программу управления. Как правило, устройства ввода-вывода имеют подсистемы аналого-цифрового преобразования, цифро-аналогового преобразования, дискретного ввода и дискретного вывода в различных сочетаниях в зависимости от исполнения устройства.

Устройства ввода-вывода могут быть выполнены в виде плат, подключаемых к магистрали (шине) расширения, расположенной внутри компьютера, либо в виде отдельных модулей, подключаемых к компьютеру по какому-либо последовательному каналу связи. Перед началом эксплуатации устройств ввода-вывода в составе системы следует произвести их аппаратную настройку при помощи входящих в состав устройств переключателей либо специализированного программного обеспечения, поставляемого в комплекте с устройствами.

Перед началом работы устройств ввода-вывода под управлением пакета GENIE следует выполнить настройку параметров добавленного устройства при помощи программы установки устройств Advantech Device Installation. Установка устройства состоит из следующих операций:

1) Включение драйвера устройства в перечень загружаемых драйверов операционной системы управляющего компьютера. Обычно эти драйверы автоматически устанавливаются при инсталляции GENIE.

2) После установки драйвера устройства, добавление устройств (экземпляров устройств одного типа), обслуживаемых данным драйвером, при помощи программы установки устройств Advantech Device Installation.

На рис. 31 показан пример установки устройства ввода-вывода в SCADA-системе GENIE. Для конфигурации системы запускается программа установки, позволяющая автоматически обнаружить в системе все устройства, совместимые с SCADA-системой GENIE. Из списка устройств выбираются используемые при работе устройства и для них уточняются адреса.

Состав устройств ввода-вывода можно изменять (при их фактическом присутствии в системе управления). На рис. 31 указано имеющееся в системе устройство ввода Advantech DEMO I/O, которому присвоен адрес 1H (шестнадцатеричный адрес). Этот адрес может быть изменён при настройке устройства. При наличии в системе других совместимых устройств, их можно добавить к имеющемуся устройству и назначить им соответствующие адреса.

Настройка (конфигурирование) устройства состоит в установке значений параметров конфигурации экземпляра устройства в соответствии с результатами аппаратной настройки физического устройства (платы, модуля). Установка значений параметров экземпляра устройства выполняется в соответствующей диалоговой панели, вызываемой путем выбора названия экземпляра устройства в списке устройств диалоговой панели Установка и настройка устройств ввода-вывода программы Advantech Device Installation и нажатием кнопки Настройка...

Экземпляром устройства является устройство ввода-вывода, добавленное в список установленных устройств при помощи программы установки устройств Advantech Device Installation, и имеющее уникальные значения параметров конфигурации. Например, в список устройств может быть добавлено три модуля сбора данных и управления PCL-818, каждый из которых имеет собственный базовый адрес и другие параметры. Запись о каждом из указанных модулей в списке устройств представляет экземпляр устройства. Все экземпляры однотипных устройства обслуживаются одним загружаемым драйвером (в данном примере PCL818.DLL).

В последующее при построении алгоритма управления к установленному устройству можно обращаться, для чтения его сигнала (рис. 32). Для обращения используется функциональный элемент A1 – блок аналогового ввода-вывода. Данный функциональный блок предназначен для приема информации от устройств, имеющих подсистему ввода аналоговых сигналов, и передачи указанных сигналов другим функциональным блокам и элементам отображения.

С блоком связывается конкретное устройство ввода путем выбора такого устройства из состава установленных в системе устройств. Для этого вызывается панель свойств устройства. Щелчок левой клавишей мыши на изображении стрелки, расположенной справа от поля Устройство, приведет к появлению списка всех устройств с подсистемой аналогового ввода, драйверы и экземпляры которых установлены в системе. После выбора устройства, его название будет отображаться в поле Устройство.

Для устройства ввода-вывода определяются дополнительные параметры ввода-вывода сигналов. При этом осуществляется связь между входным (или выходным) сигналом и алгоритмом (стратегией) управления.

Задание алгоритма управления

Наиболее распространенным способом задание алгоритма управления SCADA-системе является графическое представление алгоритма в виде блок-схемы или мнемосхемы. Наиболее простые способы представления алгоритма управления используются в инструментальных SCADA-системах GENIE и КРУГ-2000.

В GENIE алгоритм управления описывается функциональной блок-схемой, с которой связываются элементы графического интерфейса пользователя. В этой системе алгоритм управления рассматривается как стратегия управления. Для разработки стратегии управления в GENIE служит программный модуль Построитель стратегий.

Стратегия - это совокупность одной или несколь­ких задач вместе с одной или большим количеством экранных форм, а также одним основным сценарием. Задача, экранная форма и основной сценарий являются тремя основными элементами, используемыми при про­ектировании стратегий. Простейшая стратегия имеет одну задачу с одной эк­ранной формой и не имеет основного сценария.

Построитель стратегий GENIE предоставляет в рас­поряжение пользователя четыре различных редактора:

• Редактор задач,

• Редактор форм отображения,

• Редактор отчетов,

• Редактор сценариев.

Указанные редакторы используются для создания, отладки и модификации задач, экранных форм, отчетов и сце­нарных процедур соответственно. Поскольку в рамках одной страте­гии может присутствовать не­сколько задач, то имеется воз­можность создания множества окон в Редакторе задач. По той же самой причине, можно со­здавать множество окон в Редак­торе форм отображения для редактирования множества эк­ранных форм. В Редакторе сце­нариев может быть открыто только одно окно.

Редактор задач пред­назначен для реализа­ции прикладных алго­ритмов создаваемой системы. Алгоритм задаётся в виде функциональной блок схемы. GENIE имеет большое количество встроенных стандарт­ных функциональных блоков для реализации различных алгорит­мов сбора данных и управления.

Разработка системы сводится к раз­мещению пользователем функциональ­ных блоков в окне задачи и установле­нию между ними связей, определяемых алгоритмом обработки данных. Пользователем созда­ется блок-схема стратегии путем выбора объ­ектов (пиктограммы функ­циональных блоков) из набора инструментов Ре­дактора задач и соединения их линиями связи для передачи данных от одного блока к другому.

Редактор форм отобра­жения пред­назначен для создания дина­мических эк­ранных форм отображения (элементов графического интерфейса оператора), связанных с исполняемой стратегией сбора данных и управле­ния. Ре­дактор форм отображения обеспечи­вает возможность разработки удобных для восприятия экранных форм путем использования входящих в пакет стандартных элемен­тов отображения и управления. Кроме того, графический интерфейс опера­тора может быть усовершенствован с помощью специальных инструментов рисования и элементов отображения, определяемых пользователем.

Редактор отчетов предназначен для разработки и генерации отчетов о работе АСУ ТП. Ре­дактор отчетов пакета GENIE предо­ставляет разработчику на этапе проек­тирования, а пользователю - в процес­се эксплуатации системы возможность определять содержание отчета, форми­руемое на основе собираемых данных и действий оператора, с последующей автоматической печатью в определен­ные моменты времени. Средства, вхо­дящие в Редактор отчетов, могут быть использованы для выбора и печати от­четов вручную в требуемый момент времени.

Редактор отчетов пакета GENIE обес­печивает выполнение пяти основных функций: сбор данных, конфигуриро­вание формата отчетов, составление расписания автоматической печати от­четов, генерацию отчета событий и ге­нерацию отчета тревог.

Редактор сценариев предназначен для управления задачами, вычислениями и анализом данных в процессе ис­полнения стратегии. Данное мощное средство создания сценарных процедур, совместимое с Microsoft Visual Basic. Бей­сик-сценарий является наиболее важ­ным компонентом пакета GENIE, обес­печивающим возможность разработки специализированных фрагментов стратегии.

Ядро подсистемы программирова­ния и исполнения сценарных проце­дур пакета GENIE представляет собой набор библиотек динамической ком­поновки, с помощью которых выпол­няется предварительная компиляция сценарных процедур на этапе разра­ботки и их исполнение в процессе вы­полнения всей стратегии. Бейсик-сце­нарий обеспечивает возможность не только управления задачами, входящи­ми в стратегию, но и взаимодействия с DOS, Windows и другими приложения­ми посредством механизмов DDE, OLE, ODBC (SQL) и прямых вызовов функ­ций интерфейса прикладного про­граммирования Windows API.

Редактор сценариев представляет собой редактор текста с рядом удоб­ных возможностей для редактирова­ния кода сценария.