32. Развитие программного обеспечения средств автоматизации.

Современные системы автоматизации позволяют решать широкий круг задач:

1. АСУ ТП;

2. взаимодействие системы с диспетчером;

3. автоматизированный контроль и измерения (мониторинг);

4. обеспечение безопасности;

5. дистанционное управление, измерение, сигнализация.

История развития программных средств автоматизации показала, что все особенности отдельных применений можно учесть путем настройки нескольких универсальных программ на выполнение конкретной задачи:1ОРС сервер;2 средства МЭК-программирования контроллеров;3 SCADA-пакеты.

Для систем автоматизации, не связанных с АСУ ТП, используются программы LabVIEW, MATLAB, HP-VEE, ориентированные на автоматизацию эксперимента, измерений или математическую обработку их результатов.

Первоначально для решения поставленных задач использовались универсальные языки программирования высокого уровня. Практика показала низкую эффективность такой разработки. Разработка системы должна выполняться не программистами, а специалистами автоматизируемой предметной области. Поэтому возникла необходимость в разработке средств программирования, предназначенных специально для систем автоматизации и ориентированных на технологов.

Разделение труда по созданию программных средств автоматизации:

1 фирмы, специализирующие на программном обеспечении, создают универсальные системы программирования задач автоматизации (SCADA-пакеты и средства МЭК-программирования),2 системные интеграторы адаптируют эти средства к нуждам конкретного заказчика.

Графическое программирование

90-е гг. Графические языки Simulink, LabVIEW, HP-VEE

Просты и естественны, не требуют знания программирования, только логика.

1993 г. – появление стандарта на языки программирования контроллеров МЭК 61131-3 (5 языков программирования). Рассчитаны на специалистов, не связанных с программированием.

Графический интерфейс

+ снижение количества ошибок, допускаемых оператором.

Принципы проектирование пользовательского интерфейса:1узнаваемость – назначение элементов экрана д.б. понятно интуитивно;2логичность – свободная адаптация пользователя, уже имеющего опыт работы с подобного рода программами;3отсутствие «сюрпризов» - знакомые операции вызывают знакомые реакции системы;4 восстанавливаемость – система не д.б. чувствительны к ошибкам оператора, возможность отмены действий;5 наличие удобной справки, подсказок;6адаптация к опыту пользователя – начинающий пользователь – более простой интерфейс.

Открытость ПО

Программные средства автоматизации поддерживают:

1стандартные средства программирования МЭК 61131-3;2стандарт ОРС для связи с физическими устройствами;

3стандартные сетевые протоколы Ethernet, Modbus, Profibus, CAN;

4 стандартный интерфейс ODBC для доступа к базам данных языком запросов SQL;5наиболее распространенные ОС (Windows XP/CE, Linux);3веб-технологии;

6 обмен данными с Microsoft Office.

Связь с физическими устройствами

С помощью метода DDE, OLE, COM, DCOM, OPC.

DDE (Dynamic Data Exchange – динамический обмен данными) – технология обмена данными между приложениями. Была вытеснена нижеперечисленными технологиями;

OLE (Object Linking and Embedding – связывание и внедрение объектов);

COM (Component Object Model – модель многокомпонентных объектов) – средства для взаимодействия между разрозненными программными модулями, написанными на разных языках программирования, которые собираются в единую систему во время исполнения. Взаимодействие с др. программами – метод «клиент-сервер»;

DCOM (Distributed COM – СОМ для распределенных систем) – взаимодействие программ, исполняемых на разных компьютерах локальной сети. Универсальная программная технология. База для разработки стандарта ОРС.

Базы данныхДанные извлекаются с помощью языка запросов SQL (Structured Query Language – структурированный язык запросов).

СУБД: Microsoft SQL Server, Wonderware Industrial SQL Server, Microsoft Access, Excel.

Свойства СУБД: пользовательский интерфейс на базе языка запросов SQL, возможность одновременного обслуживания нескольких пользователей, корректность работы с данными.

Обращение к СУБД через драйвер ODBC (Open Data Connectivity – подключение к открытой базе данных). Обеспечивает независимость прикладной программы от типа СУБД. Драйвер транслирует стандартный SQL-запрос в формат запроса для конкретной СУБД.

ОС реального времениДетерминированное время выполнения задач и время реакции на аппаратные прерывания.

Гарантированность постоянства величины этого времени для одной и той же задачи.

- ОС жесткого реального времени;- ОС мягкого реального времени (полностью неопределенность величины времени реакции не устраняется).