Разработка программного обеспечения - Проектирование автоматизированной системы печи трубчатой блочной ПТБ-10
Средства реализации программного обеспечения
Приступая к разработке специализированного прикладного программного обеспечения (ППО) для создания системы контроля и управления, обычно выбирается один из следующих путей:
- - программирование с использованием "традиционных" средств (традиционные языки программирования, например, C++, Delphi, стандартные средства отладки и прочее); - использование существующих, готовых - COTS (Commercial Of The Shelf) - инструментальных, проблемно-ориентированньтх средств.
Процесс разработки ППО важно упростить, сократить временные и прямые финансовые затраты на разработку ППО, минимизировать затраты труда программистов, по возможности привлекая к разработке специалистов-технологов в области автоматизируемых процессов. При такой постановке задачи второй путь может оказаться более предпочтительным.
Качественное, хорошо отлаженное ППО, написанное высококвалифицированным программистом специально для некоторого проекта является наиболее оптимальным решением. Но, следующую задачу программист вынужден решать практически с нуля. Для сложных распределенных систем процесс разработки ППО с использованием "традиционных" средств может стать длительным, затраты на его разработку неоправданно высокими. Вариант с непосредственным программированием относительно привлекателен лишь для простых систем или небольших фрагментов большой системы, для которых нет стандартных решений (не написан, например, подходящий драйвер) или они не устраивают по тем или иным причинам в принципе.
Одним из таких программных продуктов являются программные продукты класса SCADA, широко представленные на мировом рынке. Это несколько десятков SCADA-систем, многие из которых нашли свое применение и в России. Наиболее популярные из них:
- - InTouch (WonderWare) - США; - Citech (CI Technology) - Австралия; - iFIX (Intellution) - США; - Genesis (Iconics Co.) - США; - Factory Link (United States Data Co.) - США; - RealFlex (BJ Software Systems) - США; - Sitex (Jade Software) - Великобритания; - TraceMode (AdAstrA) - Россия; - Cimplicity (GE Fanuc Automation) - США; - WinCC (Siemens) - Германия; - RSView (Rockwell Software Inc.) - США; - САРГОН (НТВ-Автоматика) - Россия.
В силу тех требований, которые предъявляются к системам SCADA, спектр их функциональных возможностей определен и реализован практически во всех пакетах, различающихся только техническими особенностями реализации:
- - автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы автоматизации без реального программирования; - средства сбора первичной информации от устройств нижнего уровня; - средства управления и регистрации сигналов об аварийных ситуациях; - средства хранения информации с возможностью ее постобработки; - средства обработки первичной информации; - средства визуализации информации в виде графиков, гистограмм и прочее; - возможность работы прикладной системы с наборами параметров, рассматриваемых как "единое целое" - "рецепт".
Основу большинства SCADA-пакетов составляют несколько программных компонентов (база данных реального времени, ввода-вывода, предыстории, аварийных ситуаций) и администраторов (доступа, управления, сообщений).
В целом технология проектирования систем автоматизации на основе SCADA-систем очень похожа на:
- - разработка архитектуры системы автоматизации в целом. На этом этапе определяется функциональное назначение каждого узла системы автоматизации; - решение вопросов, связанных с возможной поддержкой распределенной архитектуры, необходимостью введения узлов с "горячим резервированием" и т. п.; - создание прикладной системы управления для каждого узла. На этом этапе специалист в области автоматизируемых процессов наполняет узлы архитектуры алгоритмами, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации; - приведение в соответствие параметров прикладной системы с информацией, которой обмениваются устройства нижнего уровня (например, программируемые логические контроллеры - PLCs) с внешним миром (датчики температуры, давления и др.); - отладка созданной прикладной программы в режиме эмуляции и в реальном режиме.
Примерный перечень критериев оценки SCADA-систем достаточно велик, но можно выделить пять большие группы показателей:
- - технические характеристики; - стоимостные характеристики; - эксплуатационные характеристики; - открытость системы; - удобство пользования.
Технические характеристики SCADA-систем
Анализ перечня таких платформ необходим, поскольку от него зависит, возможна ли реализация той или иной SCADA-системы на имеющихся вычислительных средствах, а также оценка стоимости эксплуатации системы (будучи разработанной, в одной операционной среде, прикладная программа может быть выполнена в любой другой, которую поддерживает выбранный SCADA-пакет).
FactoryLink имеет весьма широкий список поддерживаемых программно-аппаратных платформ: MS DOS, MS Windows, OS/2, SCO UNIX, VMS, ATX, UP-UX, MS Windows NT.
В SCADA-системах, как RealFlex и Sitex основу программной платформы принципиально составляет единственная операционная система реального времени QNX.
Подавляющее большинство SCADA-систем, такие как iFIX, InTouch, Citech реализовано на MS Windows платформах. Именно такие системы предлагают наиболее полные и легко наращиваемые ММI-средства.
Быстрое развитие ОРС-технологий, низкие цены аппаратного обеспечения, распространенность Windows NT/2000 на офисных рынках вкупе с ее техническими характеристиками - главные причины того, что абсолютное большинство производителей SCADA-пакетов мигрировали в сторону именно операционной системы Windows NT/2000 по сравнению со все ускоряющимся сворачиванием активности в области MS DOS, MS Windows 3.XX/95.
Одной из основных черт современного мира систем автоматизации является их высокая степень интеграции. В любой из них могут быть задействованы объекты управления, исполнительные механизмы, аппаратура, регистрирующая и обрабатывающая информацию, рабочие места операторов, серверы баз данных и т. д. Очевидно, что для эффективного функционирования в этой разнородной среде SCADA-система должна обеспечивать высокий уровень сетевого сервиса. Желательно, чтобы она поддерживала работу в стандартных сетевых средах с использованием стандартных протоколов (NETBIOS, TCP/IP и т. д.), а также обеспечивала поддержку сетевых стандартов из класса промышленных интерфейсов (PROFIBUS, CANBUS, LON, MODBUS и т. д.). Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют практически все SCADA-системы, с тем только различием, что набор поддерживаемых сетевых интерфейсов разный.
Большинство SCADA-систем имеют встроенные языки высокого уровня, Visual Basic - подобные языки, позволяющие генерировать адекватную реакцию на события, связанные с изменением значения переменной, с выполнением некоторого логического условия, с нажатием комбинации клавиш, а также с выполнением некоторого фрагмента с заданной частотой относительно всего приложения или отдельного окна.
В SCADA-системе InTouch используется язык скриптов, наращивание функций которого происходит с применением языка C/C++. В Citect используется язык Cicode, созданный также на базе С.
В SCADA-системах Genesis32 и iFIX используется один и тот же язык Visual Basic. Разработчик SCADA-приложения часто не анализирует, создавая скрипты по различным событиям в приложении, как они "одновременно" будут исполняться, что, по логике, может приводить к непредсказуемым результатам работы приложения, причем такие результаты кажутся случайными и поэтому трудно объяснимыми.
Одной из основных задач систем диспетчерского контроля и управления является обработка информации: сбор, оперативный анализ, хранение, сжатие, пересылка и т. д. Таким образом, в рамках создаваемой системы должна функционировать база данных.
Практически все SCADA-системы, в частности, Genesis, InTouch, Citect, используют ANSI SQL синтаксис, который является независимым от типа базы данных. Приложения виртуально изолированы, что позволяет менять базу данных без серьезного изменения самой прикладной задачи, создавать независимые программы для анализа информации, использовать уже наработанное программное обеспечение, ориентированное на обработку данных.
Функционально графические интерфейсы SCADA-систем весьма похожи. В каждой из них существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий набор операций над выбранным объектом, а также быстро обновлять изображение на экране, используя средства анимации.
Стоимостные характеристики SCADA-систем
Стоимость SCADA-систем учитываются следующие факторы:
- - стоимость программно-аппаратной платформы; - стоимость системы; - стоимость освоения системы; - стоимость сопровождения.
Стоимость программно-аппаратной платформы определяется требованиями, которые необходимы для функционирования SCADA-системы. К этим требованиям относятся минимальные характеристики аппаратной платформы (например, объем жесткого накопителя, мощность процессора и прочее), операционная система, на которой будет исполняться выбранная SCADA-система.
Похожие статьи
-
Разработка предварительных проектных решений по системе автоматизации Для управления и визуализации, диагностики и слежения за процессом на...
-
Цель создания системы - получение достоверной информации о ходе технологического процесса, замена физически и морально устаревших средств автоматизации и...
-
Техническое задание - Проектирование автоматизированной системы печи трубчатой блочной ПТБ-10
Эта стадия включает в себя разработку и утверждение технического задания на создание АС. Проводят разработку, оформление, согласование и утверждение...
-
Нефть - природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. Процесс подогрева...
-
В качестве технических средств автоматизации выбраны приборы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью, прошедшие сертификацию и разрешенные к...
-
Этапы проектирования АС - Проектирование автоматизированной системы печи трубчатой блочной ПТБ-10
В соответствии с ГОСТ 34.601-90 проектирование автоматизированных систем предполагает выполнение ряда стадий. Стадия "Формирование требований к АСУ ТП"...
-
Класс в Rational Rose -- это описание общей структуры (данных и связей) для дальнейшего создания объектов. Для того чтобы генератор Rational Rose имел...
-
Системы автоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время являются во многих случаях единственно возможными методами при конструировании новых...
-
При исследовании объекта автоматизации были сформулированы следующие требования: - Оперативный мониторинг производственного и технологического процессов,...
-
НАДЕЖНОСТЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУТП - Надежность систем автоматизации
Одной из основных частей АСУ ТП является программное обеспечение (ПО), представляющее собой совокупность взаимосвязанных и автономных программ, описаний,...
-
Особенности проектирования систем управления ГПС - Виды автоматизированных производств
Состав и структура ГПС определяются содержанием выполняемого производственного процесса, который формируется на основе: конструктивно-технологических...
-
Электропривод - это тип электромеханического устройства, разработанный для мониторинга и управления запорной и регулирующей арматурой. Данные устройства...
-
Описание задачи проектирования Данная система предназначена для установки "Cannon Viking Maxfoam", которая в свою очередь предназначена для производства...
-
Трубчатая печь ПТБ-10А представляет собой комплексное изделие, включающее в свой состав ряд крупногабаритных сборочных единиц (блоков), образующих...
-
Введение - Проектирование автоматизированной системы печи трубчатой блочной ПТБ-10
Проектирование - это процесс составления описания, необходимого для создания в заданных условиях еще не существующего объекта по первичному описанию...
-
Показателем эффективности работы печи как объекта управления является температура нагретого продукта, а целью управления - поддержание ее на заданном...
-
Настройка контроллера и управление контроллером осуществляются через персональный или карманный компьютер при помощи программы "AK2-Service Tool"....
-
При выполнении данной работы была спроектирована система автоматизированного управления установкой для нейтрализации азотной кислоты аммиаком. Была...
-
Определение требований к системе Прежде чем начать проектирование системы производства поролона нужно определить функции, которые будет выполнять...
-
Для управления технологическим процессом нейтрализации азотной кислоты аммиаком необходимо наличие трех уровней управления (Рисунок 3.13). Верхний...
-
Организационное обеспечение -- совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в...
-
1. Исходные данные (вариант № 16) - схема технологической установки; - краткое описание реализуемого технологического процесса. 2. Обязательные разделы...
-
В данном случае нам потребуются 2 прибора для измерения температуры: в аппарате (контур 2) в диапазоне 130±10°С и конденсата сокового пара, поступающего...
-
Выбор архитектуры системы управления Архитектура автоматизированной системы - это наиболее абстрактное ее представление, которое включает в себя...
-
SIMATIC S7-300 - это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности. Данный...
-
Функциональная схема автоматизации является основным технологическим документом, определяющим объем автоматизации технологических установок и отдельных...
-
Введение - Автоматическая система регулирования теплового режима туннельной печи
Современные автоматизированные системы управления технологическими процессами требуют значительного количества разнообразия средств измерений,...
-
В САР поддержание заданного значения регулируемого параметра или изменение его по определенному закону обеспечивается аппаратурными средствами, имеющие...
-
После описания звеньев системы определяем ее передаточную функцию, которая представляет собой произведение всех ПФ звеньев: (2.10) Подставляем в...
-
В схеме (Приложение А) для поддержания температуры смеси в аппарате в диапазоне 130±10°С и конденсата сокового пара, поступающего в аппарат, в диапазоне...
-
Быстрое развитие информационных технологий на предприятиях, обусловлено необходимостью повышения конкурентоспособности производимой продукции, как на...
-
Классификация автоматизированных систем (АС) Условно модель любой целесообразной деятельности можно представить как систему, состоящую из объекта...
-
В последнее время наметился спрос на малые космические аппараты (МКА), которые могут выполнять различные задачи, как военного, так и мирного назначения....
-
К разряду управляющего оборудования в аппаратной части АСУТП относятся программируемые реле, ПЛК, панели оператора с функцией ПЛК и т. д. Т. к....
-
При подборе оборудования учитывают показатели основных его свойств: потребительских, отражающих полезный эффект от использования...
-
В своем законченном идеальном виде ГПС являются высшей, наиболее развитой формой автоматизации производственного процесса. Можно сформулировать основные...
-
Для измерения уровня концентрации (показатель рН) ионов водорода в растворе или жидкости используют pH метр. Его принцип действия основывается на...
-
Производительность поролона автоматизированной системы управления составляет 400 м3/час. Количество рабочих часов в году равно 2000 ч. В системе...
-
Технико-экономическое обоснование внедрения АСУ С целью уменьшения процента брака произведенного ППУ необходимо использовать прогрессивные...
-
Введение - Разработка автоматизированной системы управления промышленной холодильной установкой
Современный уровень производства пищевых продуктов характеризуется с одной стороны увеличением урожайности полей за счет введения новых урожайных сортов...
Разработка программного обеспечения - Проектирование автоматизированной системы печи трубчатой блочной ПТБ-10