Аспекты описаний проектируемых объектов и уровни абстрагирования.

Спец. 210200

Как и в любом деле, начнем с терминов и определений.

Попытаемся определить, что такое проектирование, каково его содержание, зачем его нужно автоматизировать и что в этом плане возможно.

Под проектированием понимается комплекс работ, включающий в себя изыскания, исследования, расчеты, конструирование, моделирование, испытания и т.п., имеющий целью получение описания, необходимого и достаточного для создания нового изделия или реализации нового процесса, удовлетворяющих заданным требованиям.

Оно получается в результате преобразования некоторого первичного описания, представленного в виде технического задания.

ТЗ содержит описание желаемых свойств объекта, но, естественно, не содержит описания его внутреннего устройства, равно как и способов достижения цели.

Получение этих описаний и составляет содержание проектирования, то есть проектирование является, по сути, последовательно проводящейся все более и более глубокой детализацией технического задания, заканчивая чертежами деталей, операционными картами, технологическими инструкциями и т. п.

В результате проектирования мы получаем, к примеру, комплект конструкторской, технологической и эксплуатационной документации – если речь идет о машине или приборе, рецептуру или химическую формулу вкупе с описанием технологического процесса – если речь идет о веществе, препарате, сплаве, и так далее.

Случается, что в проектировании, как и других плодах интеллектуальной деятельности, основополагающие моменты являются результатами творческих всплесков, гениальных озарений, стратегических прорывов и т.п., однако в большинстве случаев основная часть работы не является творческой в полном смысле слова, но тем не менее требует больших затрат интеллектуального труда и высокой квалификации исполнителей.

При выполнении таких работ исполнитель, опираясь на имеющуюся информацию, выбирает уже созданные компоненты и известные технические решения, наилучшим образом подходящие для решения конкретной задачи, комбинирует их, стараясь найти оптимум при значительном числе определяющих факторов, которые вдобавок зачастую действуют в разные стороны, выполняет расчеты на основе известных закономерностей, затем с помощью тех или иных моделей проверяет, насколько полученные результаты отвечают поставленной задаче, корректирует свои решения, в конце концов получая решение со свойствами, в нужной степени приближенными к заданным.

Кроме этого, есть и еще более рутинная часть работы: это создание документации. От этого никуда не денешься – то, что родилось в голове, должно быть перенесено на бумагу, в первую очередь для сохранения информации, а также для того, чтобы сделать ее доступной для тех, кому предстоит проект реализовать. Трудоемкость этой составной части проектирования очень велика.

Следующий момент к собственно проектированию имеет весьма косвенное отношение

Уже упоминавшееся результирующее описание на деле представляет собой очень большое количество документов, имеющих отношение к объекту проектирования. Они используются не только при изготовлении объекта (что к проектированию отношения уже не имеет), но и в качестве источника информации для других проектов. Чтобы в этой горе документов не запутаться, она должна быть определенным образом организована, в частности, каждый документ должен иметь свой уникальный идентификатор, содержащий информацию о принадлежности документа к определенному проекту и о его месте в этом проекте

Кроме того, должна существовать система процедур, жестко регламентирующая прием, выдачу, регистрацию, копирование документов, внесение изменений, а также допуск в круг лиц, имеющих право работать с документацией. Это совершенно необходимо для того, чтобы избежать превращения с течением времени целостного проекта в кучу хаотично набросанных бумаг, а заодно и утечки информации к конкурентам.

Все это составляет систему документооборота. Она также требует немалых затрат человеческого труда, хотя работа в ней носит уже совершенно рутинный характер.

К примеру, запуская объект в производство, нужно размножить и выдать в цеха и службы те и только те документы (чертежи, схемы, технологические карты), которые имеют отношение и к ним, и к объекту – значит, надо без долгих поисков быстро взять только то, что нужно, а затем вернуть на то же место. Кроме того, надо учесть, что, кому и в скольких экземплярах выдано.

Далее, при необходимости корректировки нужно быстро найти нужный чертеж, проследить его взаимосвязи с тем, чтобы изменение, вносимое в один документ, корректно отразилось на всех других, связанных с ним, и было внесено во все действующие экземпляры. При этом изменения должны вноситься не когда и кем вздумается, а людьми, имеющими соответствующий допуск, т.е.компетентными и несущими за это ответственность.

Такова краткая и весьма поверхностная характеристика работ, которые включает в себя процесс проектирования.

Электротехника

Компьютерная поддержка проектирования сильноточных электротехнических изделий (станций управления) в течение долгого времени касалась только разработки принципиальных схем. В современных программных продуктах это, разумеется, есть, но дополнено многими важными функциями. К примеру, при разработке релейно-контактных схем автоматически учитываются задействованные и свободные контакты аппаратов, формировать ссылки на контакты – при разработке сложных схем это очень существенно облегчает жизнь.

Кроме того, эффективно решаются многие другие специфические вопросы:

▪ формирование собственных баз данных по номенклатуре электротехнических изделий, используемой на предприятии;

▪ быстрый выбор необходимого элемента из баз данных производителей, доступных через Интернет или отдельно поставляемых (странно то, что базы данных зарубежных производителей предоставляются бесплатно, а полный каталог отечественных электротехнических изделий стоит бешеных денег);

▪ эффективное формирование таблиц соединений, перечней элементов и спецификаций;

▪ существенное облегчение формирования многостраничных схем;

▪ формирование заказов оборудования.

Подготовка документации.

В некоторых программных продуктах предусмотрены средства для облегчения работы с текстовой информацией, которой насыщены машиностроительные чертежи. Это обозначения видов, разрезов, сечений, базовых поверхностей, зон, позиций, сварных швов и т. п. Изменение какого-либо из них требует отслеживания и изменение всех его вхождений, а также текстовых элементов, с ним связанных. При этом затраты времени весьма велики, и велика также вероятность ошибки. Такие программы либо входят в состав CAD-систем, либо легко с ними интегрируются.

При переходе к проектированию с компьютерной поддержкой на предприятиях, много лет работавших по традиционной технологии, неминуемо возникает проблема работы со старыми чертежами. Компьютеризация быстро и безжалостно вытесняет сегодня традиционное бумажное проектирование, и организация, которая расчитывает остаться на рынке проектных работ, вынуждена этот путь пройти, по возможности с минимальными затратами., требуется, чтобы все документы, включая чертежи, существовали в электронном виде. Информация, накопленная в предшествующие годы, представляет собой огромную интеллектуальную собственность, поэтому документация, хранящаяся на бумаге, кальке и на фотопленке, чтобы быть использованной в компьютеризованном проектировании и производстве, должна быть преобразована в электронный вид Это можно сделать тремя путями: просто перечертить заново на компьютере, использовать планшет-дигитайзер (жаргонное название – сколка), либо сканировать. Первый путь малореален – просто слишком долго. Второй, конечно, побыстрее первого, но также недостаточно эффективен. Остается третий - но в результате сканирования получается растровое изображение, которое чрезвычайно трудно редактировать, не говоря уж об огромном количестве всякого мусора в виде штрихов, серых пятен, а также о потерянных вследствие общей затертости частях изображения. Компьютерный же чертеж должен быть выполнен в векторном формате. Разница понятна каждому, кто хотя бы немного поработал в растровом редакторе Paint и в векторном AutoCAD. Иными словами, требуется векторизация растрового изображения. Такого рода программы существуют довольно давно, но современные продукты по сравнению с ранними вариантами позволяют значительно большую часть работы переложить на компьютер, хотя и они не позволяют совсем избавиться от ручной работы.

Прежде всего эти программы позволяют улучшить качество сканированного изображения: устранять растровый мусор, заливать «дырки», делать растровые линии более гладкими (а они в сканированном изображении уже в результате воспроизведения фактуры бумаги всегда лохматые и извилистые), утолщать или утоньшать их, устранять возникающий при сканировании перекос, устранять линейные и нелинейные искажения при помощи специальной операции, называемой калибровкой. Большинство этих операций может выполняться в пакетном режиме. В результате качество сканированного изображения может быть улучшено весьма значительно. Наиболее продвинутые программы могут распознавать на растровом изображении графические примитивы: отрезки, дуги, окружности, полилинии и т.п.

Существует также класс программ, позволяющих векторизовать не весь документ, а только те его фрагменты, которые необходимо редактировать, и работать как с векторными фрагментами чертежа, так и с растровыми. Они называются гибридными редакторами и позволяют существенно сэкономить время при работе со старыми чертежами.

Техническая подготовка производства и САМ-системы.

(CADmaster 5’2000,2-8).

Разнообразие оборудования с ЧПУ, используемого в металлообработке, весьма широко. Это отдельные станки (токарные, фрезерные, сверлильные), автоматические линии и обрабатывающие центры. Современные САМ-системы позволяют выбрать инструмент, задать основные характеристики материала и процесса обработки, а режим обработки и траектория инструмента сформируются автоматически, при этом возможно моделирование процесса.

Значительное число деталей в машиностроении изготавливается из листового материала путем последовательного выполнения различных высечек, сгибов, отбортовок и других конструктивных элементов, и в связи с этим наиболее продвинутые CAD-системы имеют в своем составе специальные средства проектирования листовых деталей. В числе прочего оборудования существуют прессы с ЧПУ, предназначенные для изготовления сложных листовых деталей. Они оснащаются набором вырубных и гибочных штампов, с помощью которых выполняются отдельные операции, и позволяют получать детали чрезвычайно сложной формы, которые зачастую нельзя получить с использованием одного штампа. Современные САМ-системы позволяют, прежде всего, по имеющейся пространственной модели получить развертку детали. В некоторых случаях, если поверхность в принципе не разворачивается в плоскость, такая программа автоматически предусмотрит необходимые вырезы. При формировании развертки учитываются технологические свойства материалов (степень деформации материала в зоне изгиба, обратное пружинение).

Далее, существуют программы, позволяющие оптимизировать раскрой листа и подготовить программу для станка (например, для установки плазменной, газовой или лазерной резки). Естественно, программы для пресса с ЧПУ также разрабатываются при компьютерной поддержке.

САМ-системы для электроники должны включать в себя средства создания программ для сверлильного станка, для фотоплоттера (устройства, с помощью светового луча рисующего фотошаблоны для изготовления плат и нанесения различных масок), а также для сборочных роботов и роботов, осуществляющих пайку. Выше уже упоминалось, что средства создания программ для сверлильного станка и фотоплоттера являются обязательной принадлежностью всех существующих EDA-систем.

D и 3D.

Поскольку чертеж – это в принципе изображение на плоскости, чертежные программы являются двумерными, то, что сегодня называется 2D (2 dimensions).

2D–редакторы и сегодня являются самыми распространенными, однако им свойственны очень серьезные ограничения.

В этой проблеме можно выделить несколько аспектов.

Часть проблемы составляет то, что чертеж для получения представления об объекте требует хорошо развитого пространственного воображения. а оценить объект с точки зрения дизайна вообще практически не позволяет.

Известно, что 80% людей оценивают потребительские свойства изделия по внешнему виду, в меньшей степени это относится к технологическому оборудованию, в большей – судов, самолетов, транспортных средств, профессионального или военного электронного оборудования. Что же касается бытовой электротехники, мебели, посуды, автомобилей, то дизайн приобретает почти решающее значение. То же относится и к архитектуре. Для того, чтобы дефекты дизайнерского решения выявлялись не на натурных моделях, которые в общем-то очень недешевы, необходимо фотографически достоверное изображение объекта, которое, в лучшем случае, можно было бы еще вертеть и разглядывать со всех сторон.

Второй аспект – компоновка изделия. При этом очень важно правильно представлять себе расположение его составных частей в пространстве. От этого зависит правильность оценки их взаимодействия не только в механическом плане, но и в плане теплообмена, электромагнитной совместимости и др. Любой практикующий конструктор знает, насколько сложно проработать этот момент на плоской бумаге. Конечно, можно сделать несколько видов и разрезов, что-то расчитать, но это сопряжено с огромными затратами труда.

Третий аспект – материальные свойства объектов, такие, как объем, масса, положение центра масс, момент инерции относительно произвольной оси. Это и при объектах относительно простой конфигурации всегда трудно сделать, а любое усложнение может сделать задачу почти неразрешимой.

Четвертый аспект – оценка поведения объекта под действием сил, а также в динамике, в особенности во взаимодействии с другими объектами.

использование информации об объекте в CAM-системах. Если имеется только плоский чертеж, для разработки программы обработки на станке с ЧПУ требуется, чтобы программист представил в голове и саму деталь, и траектории инструмента.

Надо ли объяснять, насколько это сложно и сколько при этом можно сделать ошибок?

Наверняка найдется еще достаточно аргументов в пользу того, что техмерная модель лучше плоского чертежа.

Это естественным образом стимулировало развитие соответствующего математического аппарата и создание программных продуктов для 3D-моделирования.

Правда, и в этом вопросе существуют различные подходы.

К примеру, в AutoCADе, который изначально разрабатывался как 2D-система, и в котором 3D-моделирование появилось в качестве надстройки, создается каркасная модель.

Это значит, что создается поверхность, а не тело.

В отличие от этого, в системах, которые изначально создавались как 3D, создается именно тело (solid). Технология создания и свойства созданного объекта достаточно сильно отличаются.

Рис.1 Модели, созданные в AutoCADе: а - чертеж б - каркасная модель в - та же модель с удалением скрытых линий г - та же модель после рендеринга

Что касается создания чертежей, то продвинутые 3D-системы при наличии модели позволяют автоматически получать заданные виды, на которых штриховыми линиями показываются внутренности, или разрезы по указанным плоскостям, то есть вся графическая информация, необходимая для создания чертежа, извлекается достаточно легко. Конечно, какой-то доработки этот материал требует – все-таки информация, содержащаяся в чертеже, не целиком заключается в графике - всегда хватает различных условных обозначений, текста и т.п., но самая трудоемкая и рутинная часть работы оказывается сделанной.

Таким образом, 3D-системы не только обладают всеми возможностями 2D-систем в плане создания чертежей, но и имеют очень серьезные преимущества в других планах.

Хорошие 3D-системы включают в себя также средства, существенно облегчающие создание сборочных чертежей и спецификаций.

Однако, если речь идет о том, какую систему следует приобретать для профессиональной работы, приходится рассматривать и другие стороны вопроса, кроме чисто функциональных:

▪ создание 3D-модели при прочих равных требует существенно больших трудозатрат,

▪ 3D-системы сложнее изучать и осваивать,

▪ 3D-системы существенно дороже, чем 2D.

По оценке одноко из практикующих конструкторов с большим опытом работы и с теми, и с другими системами, использование 3D-систем нецелесообразно в тех случаях, когда:

▪ большинство деталей проекта имеют простую конфигурацию,

▪ узлы относительно несложны и не требуют контрольной электронной сборки, или в основном применяется полнофункциональное моделирование изделия.

Без применения 3D-систем не обойтись, если, в частности:

▪ узлы настолько сложны, что контрольная электронная сборка экономичнее натурного моделирования,

▪ детали имеют сложную «скульптурную» форму, и для их изготовления необходимо создание управляющих программ для станков с ЧПУ с помощью САМ-систем,

▪ необходимо выполнять расчеты на прочность, исследование динамики,

▪ есть необходимость создания прототипов методами «Rapid Prototyping».

Не могу с уверенностью объяснить значение термина «Rapid Prototyping», но мне известно о методе создания натурных моделей, когда на станке с ЧПУ из специального листового материала вырезаются сечения детали, отстоящие друг от друга на толщину листа, и слой за слоем наклеиваются.

По прочности и стабильности этот материал превосходит дерево, полученная деталь по форме практически не отличается от того, что задумано, и может быть использована для изготовления литейной формы или натурного моделирования узла.

Таким образом, существуют направления проектной деятельности, в которых использование 3D-систем объективно необходимо, но удельный вес таких направлений все еще невелик, хотя имеется тенденция его роста, поэтому в ближайшей перспективе использование 2D-систем, по-видимому, будет преобладать.

По мере уменьшения ценовых различий между конкурирующими 2D- и 3D-системами они начнут использоваться для решения тех задач, которые в практике предприятия встречаются относительно редко и сегодня решаются подручными средствами за счет больших усилий и чудес изворотливости, а поскольку им заодно присущи все возможности 2D- систем, то и для решения всех остальных задач наряду с 2D- системами.

По мере развития системы подготовки инженеров и увеличения числа людей, владеющих навыками работы в 3D-системах, придет пора, когда создание трехмерной модели перестанет существенно отличаться по трудозатратам от создания двухмерной, при том, что трехмерная модель будет востребована на следующих этапах проектирования – и тогда распространение 3D-систем будет интенсивно расширяться.

Схемы.

Несмотря на то, что схемы можно графически выполнять и с помощью универсальной машиностроительной системы типа того же AutoCAD, специализированные редакторы для этой цели намного удобнее. Кроме этого, они обладают целым рядом свойств, не связанных с графикой.

По сравнению с ранними разработками они не претерпели существенных изменений – разве что интерфейс стал более удобным, несколько изменились приемы редактирования, а также облегчилась связь с программами –симуляторами и программами разработки печатных плат.

Особенностью программ для разработки схем является наличие двух редакторов (или двух режимов одного редактора), один из которых позволяет создавать символы элементов, другой – создавать собственно схемы.

Символ элемента включает в себя не только графику условного графического обозначения, но также упаковочную информацию (соответствие функционального назначения

выводов элемента номерам контактов корпуса – то, что на профессиональном жаргоне называется цоколевкой). В продвинутых программах в него же входит информация о типе и номинале элемента и типе корпуса. Тип и номинал используются программой-симулятором, а тип корпуса используется при передаче схемы в редактор печатных плат.

Схема содержит в графическом виде информацию об электрических связях, которая при передаче в программу-симулятор или в редактор печатных плат преобразуется в двоичный файл списка цепей. Особенностью редакторов схем является наличие режима, в котором при перемещении символа электрические связи тянутся за ним. Это важно именно при создании схем и может быть использовано для создания не только электрических, но и пневмогидравлических схем, Если создать соответствующие символы, можно делать и кинематические, и технологические, и другие схемы, при этом только принципиальные, но и схемы соединений, функциональные, структурные и т. п.

Даже самые простые программы этого класса обладают средствами организации библиотек элементов.

Печатные платы.

Все программы для разработки печатных плат при имеющихся различиях в интерфейсах, приемах редактирования, других функциональных характеристиках имеют ряд обязательных атрибутов:

▪ имеются два редактора (или два режима одного редактора) – один для разработки собственно платы, другой – для создания корпусов компонентов.

▪ информация об электрических связях, переданная из принципиальной схемы, отображается в виде «воздушных» связей, если связь еще не реализована в виде печатного рисунка, что позволяет визуально обнаруживать неразведенные связи,

▪ все элементы, относящиеся к одной цепи (контакты, печатные проводники, «воздушные» связи) могут быть подсвечены при выборе этой цепи, что позволяет контролировать и оптимизировать конфигурацию цепи.

▪ имеются средства контроля, не позволяющие соединять печатными проводниками элементы, относящиеся к разным цепям,

▪ имеются средства технологического контроля, не позволяющие располагать элементы проводящего рисунка ближе, чем задано.

▪ все программы позволяют менять местами логически эквивалентные выводы одного вентиля, а позднейшие разработки – менять местами логически эквивалентные вентили (правда, в пределах одного корпуса), что довольно часто позволяет существенно улучшить конфигурацию проводящего рисунка.

▪ все программы позволяют выполнять элементы проводящего рисунка не только в виде линий, а и в виде полигонов, при этом некоторые автоматически формируют вокруг контактных площадок так называемые тепловые барьеры (подробно в следующем семестре).

▪ при перемещении элементов или отдельных сегментов проводящего рисунка соседние «тянутся» за ними.

▪ все программы имеют средства для передачи информации в программы автоматической трассировки (или входят с этими программами в один пакет), что позволяет выполнить наиболее трудоемкую часть работы при компьютерной поддержке.

▪ несмотря на то, что уже сейчас широко распространена практика отказа от чертежей при изготовлении печатных плат, при необходимости их выполнения современные редакторы плат имеют достаточно развитые средства для выполнения графики и текстов, включая поддержку шрифтов True Type.

▪ все программы имеют встроенные средства подготовки программ для сверлильных станков с ЧПУ и фотоплоттеров, при этом необходимая для них информация (диаметры и координаты отверстий, диаметры контактных площадок, диаметры окон в защитной маске), формируется в процессе проектирования.

SCADA-системы

(по материалам статьи Александра Локоткова «Что должна уметь система SCADA», СТА 3/98)

Первый вопрос, как всегда, это вопрос терминологии.

В строгом смысле SCADA-система – это программное обеспечение, функционирующее в составе АСУТП конкретного объекта, или, как принято называть его на профессиональном жаргоне, управляющая программа.

На первый взгляд, инструментальные средства, предназначенные для разработки таких систем – это несколько иной класс программных продуктов.

Однако сегодня стандартом стало сращивание инструментальных систем и собственно SCADA-систем. В частности, так называемые run-time компоненты (программные средства, обеспечивающие работу системы в реальном времени) инструментальных систем используются не только для отладки проекта, но и для непосредственного управления технологическим процессом.

Сам термин SCADA (Supervisory Control And Data Asquisition – система сбора данных и оперативного диспетчерского управления) содержит две основные функции системы:

· сбор данных о контролируемом технологическом процессе;

·

управление технологическим процессом, реализуемое ответственными лицами на основе собранных данных, а также правил (критериев), соблюдение которых обеспечивает наибольшую эффективность и безопасность технологического процесса.

Если рассматривать традиционную структуру аппаратных средств АСУТП, которая изображена на рис.1, SCADA-системы в иерархии программного обеспечения систем промышленной автоматизации находятся на уровнях 2 и 3 и обеспечивают выполнение следующих функций:

· прием информации от датчиков и контроллеров нижних уровней

· сохранение принятой информации в архивах

· вторичная обработка принятой информации

· графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобном для восприятия виде

· регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы

· прием команд оператора и передача их контроллерам нижних уровней и исполнительным механизмам

· оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым процессом и функционированием аппаратно-программных средств АСУТП с регистрацией действий персонала

· формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации

· обмен информацией с АСУП

· непосредственное управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмами

Этот список имеет самый общий характер, поскольку в реальности набор функций, а также их удельный вес определяются спецификой задачи.

Программное обеспечение с ярко выраженным упором на функции взаимодействия с оператором называют HMI-системами или пакетами (Human-Machine Interface). Как следует из самого названия, основной функцией SCADA-системы является именно обеспечение HMI, хотя практически во всех существующих системах имеется возможность непосредственного управления техпроцессами. Такое совмещение позволяет экономить на аппаратных средствах, однако оно таит в себе и достаточно серьезные опасности. Во-первых, ресурсоемкая графика снижает быстродействие системы в целом. Во-вторых, неумелые действия оператора или запуск, мягко выражаясь, несанкционированного ПО могут «завесить» не только HMI, но и всю операционную систему, что приведет к нарушению всего техпроцесса, а достаточно часто и к возникновению прямой опасности для персонала и оборудования. Конечно, в инерционных системах потеря нескольких минут на перезагрузку к серьезным неприятностям не приведет, но такие системы не составляют подавляющего большинства.

Понятно, что ПО АСУТП может быть создано и без использования инструментальных SCADA-систем, и в ряде случаев оно может оказаться и дешевле, и эффективнее.

При решении вопроса о том, использовать инструментальную SCADA-систему или нет, полезно сначала ответить на несколько вопросов, в частности:

1. Насколько велик проект

2. Каковы сроки исполнения

3. Велика ли трудоемкость разработки ПО, какова квалификация потенциальных разработчиков и имеют ли они наработки в данной области

4. Каковы перспективы по расширению системы

5. Какова квалификация персонала, которому предстоит обслуживать систему в процессе эксплуатации и, возможно, вносить изменения в алгоритмы ее работы.

Естественно, чтобы иметь возможность сделать обоснованный выбор, надо иметь достаточно детальное представление о существующих SCADA-системах, о их возможностях и особенностях.

SCADA система TRACE MODE

по своей функциональности давно уже переросла рамки традиционной SCADA, и тем не менее SCADA это по-прежнему наиболее востребованная ее часть. Помимо обязательных для любой SCADA системы функций TRACE MODE® 6 имеет ряд особенностей, которые выделяют ее из общей массы аналогичных программных продуктов класса SCADA/HMI.

Прежде всего, это единая интегрированная среда разработки, объединяющая в себе более 10 различных редакторов проекта АСУ ТП и АСУП. Интегрированная среда разработки имеет бесплатную версию. Функции SCADA/HMI в TRACE MODE 6 так органично слиты с SOFTLOGIC системой программирования контроллеров и экономическими модулями T-FACTORY (MES-EAM-HRM), что зачастую трудно провести между ними четкую грань.

Незаменимым инструментом создания проекта в SCADA системе TRACE MODE 6

является уникальная технология автопостроения. Она позволяет несколькими движениями мыши создать связи между узлами распределенной системы управления (РСУ), между источниками данных SCADA и каналами, создать источники данных по известной конфигурации контроллера и т.п. В состав системы входят бесплатные драйверы для 2172 контроллеров и УСО.

Принцип единого проекта для распределенной АСУ позволяет осуществлять прямые привязкимежду компонентами разных узлов. Например, можно отобразить значение канала одного узла SCADA на экране другого, не создавая дополнительного канала для связи между ними.

Монитор реального времени

Монитор реального времени (МРВ) это основной исполнительный модуль SCADA/HMI системы TRACE MODE® 6. Включает сервер реального времени и графический клиент. Продукт может быть использован в АСУТП и в системах телемеханики.

Существует несколько разновидностей МРВ предназначенных для решения различных задач и отличающихся набором функций. Стандартный МРВ является классическим SCADA/HMI приложением, основными функциями которого являются:

• сбор данных с УСО через встроенные и пользовательские драйверы TRACE MODE, DDE и OPC;
• первичная обработка информации - фильтрация, масштабирование, контроль границ и т.д.;
• управление технологическим процессом и регулирование по алгоритмам, запрограммированным на языках стандарта МЭК 6-1131/3;
• визуализация информации на мнемосхемах и трендах (HMI);
• ведение отчета тревог (алармов);
• предоставление HMI-информации клиентам и другим серверам TRACE MODE;

Монитор реального времени обладает мощными графическими возможностями:

• фотореалистичная объемная графика;
• поддержка слоев;
• поддержка "прозрачности" фигур и наложения текстур;
• технология 3D FAST+ ускоряющая загрузку графических экранов;
• возможность динамизации любого графического объекта;
• масштабирование экранов;
• мультипликация;
• тренды реального времени;
• исторические тренды неограниченой глубины;
• окна событий;

К Монитору реального времени можно подключать произвольное количество устройств связи с объектом, используя все доступные программные и аппаратные интерфейсы. Вместе с МРВ TRACE MODE поставляются бесплатные драйверы к 2172 различным устройствам ввода/вывода: промышленным программируемым контроллерам, платам УСО, модулям DCS, интеллектуальным датчикам, частотным преобразователям и т.д.

Монитор реального времени имеет открытый форматдрайвера, что позволяет пользователям писать собственные драйверы УСО на языке Си. Обмен с УСО может быть также реализован непосредственно в ST-программе (без драйвера) через ее специальные функции. Соответствующий toolkit входит в состав любой инструментальной системы TRACE MODE.

Все разновидности МРВ и МРВ+ версии 6 обладают способностью управлять модемомдля связи по коммутируемым телефонным линиям. Если проводить аналогию с TRACE MODE 5, то можно сказать, что функция Модем+ теперь бесплатно добавлена ко всем видам МРВ.

Помимо стандартного МРВ существуют версии Монитора реального времени с автоматическим горячим резервированием, адаптивным регулированием, со встроенным сервером документирования, OPC-сервером, сервером СУБД РВ SIAD/SQL 6, GSM-серврером и т.д.

Лицензионная политика: МРВ 6 лицензируется на 1 ПК с ограничением на количество каналов. Существуют версии МРВ на 15, 31, 63, 127, 255, 511, 1023, 2047, 4095, 8191, 32000, 64000 каналов.

SCADA-сервер МРВ TRACE MODE 6 располагает собственной, многопоточной, основанной на приоритетах системой реального времени. При работе в обычном режиме минимальное время реакции Монитора реального времени 6 составляет 0.01 с (10 мс). Однако, время реакции может быть сокращено в несколько раз при использовании с пециальных каналов типа FAST, обработка которых осуществляется с циклом 2-4 мс.

Система реального времени МРВ 6 гибко настраиваетсяпутем перераспределения временных ресурсов вычислительного ядра, либо приоритетов отдельных задач. В соответствующем диалоге интегрированной среды разработки можно настраивать приоритеты таких параметров как;

• основной поток;
• прием и посылка по IP;
• операторский интерфейс;
• обмен с УСО через драйвер;
• обмен с УСО через MODBUS;
• OPC и DDE обмен и т.д.

SCADA TRACE MODE располагает системой автоматическойсинхронизации сетевого времени, что позволяет однозначно привязывать технологические события в распределенной системе к временной шкале.

Возможно осуществлять ON LINE редактированиепроекта (добавлять или изменять формы отображения информации, не прерывая работы в реальном времени). Также в реальном времени возможно добавлять или убирать "перья" трендов, осуществлять перепривязку, менять цвет и стиль линии.

Система управления тревогами МРВ обеспечивает автоматическое генерирование аналоговых (отклонение величины от заданной), цифровых (изменение состояния), составных (сочетание нескольких событий) и генерируемых пользователем алармов. Все алармы разбиваются по приоритетам и записываются в отчет тревог.

МРВ с адаптивной самонастройкой регуляторов

SCADA Мониторы реального времени TRACE MODE с поддержкой системы автоматической (адаптивной) самонастройки ПИД-регуляторов называются Adaptive Control МРВ. Adaptive Control МРВ основан на оригинальной, технологии, эксклюзивные права на которую принадлежат компании АдАстрА.

Программа обеспечивает периодическую или непрерывную подстройку регуляторов в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Adaptive Control МРВ способен настраивать контуры регулирования в условиях помех, а также исключать появление неустойчивых режимов. Использование адаптивных регуляторов SCADA/HMI