2.4.2. Концепции Plant Intelligence корпорации Wonderware
В значительной степени на функциональном уровне концепция Plant Intelligence, реализуемая в продуктах корпорации Wonderware (группа Invensys), аналогична решениям Siemens. Основой комплексных решений Wonderware является программный комплекс Factory Suite и его расширение – Factory Suite PLUS. Базовые компоненты данного комплекса (в версиях 6.х) и сферы их применения перечислены ан рис.31.
Рис.31. Сферы применения компонентов Factory Suite PLUS
Опуская общую характеристику выделенных компонентов Factory Suite PLUS (широко известных отечественным разработчикам АСУТП/АСУП), отметим лишь несколько показательных моментов, определяющих отличия продуктов Wonderware от аналогов и предшествующих версий комплекса:
1) пакет InTouch (SCADA-система), начиная с версии 6.0 (полностью 32-разрядной версии продукта), поддерживает прямой интерфейс с промышленными SQL-серверами и имеет поддержку OLE2 (что позволяет InTouch выступать в качестве OLE-клиента). Данные свойства существенно влияют на способность InTouch к взаимодействию с внешним ПО и к обработке хранилищ данных в реальном времени, что делает пакет гораздо более удачной платформой для построения комплексных интеллектуальных решений;
2) MES-системы InTrack и InBatch (для дискретных технологических процессов и процессов дозирования и смешения соответственно), не входившие в состав Factory Suite (появились только в Factory Suite PLUS), не только качественно повысили уровень автоматизации в решениях Wonderware, но и создали предпосылки для интеграции с системами MRP/ERP-уровней, а также повысили степень «коммуникабельности» приложений за счет развитых OLE- и DDE-интерфейсов, средств поддержки работы с SQL-серверами Oracle, Microsoft и др. ODBC-совместимыми;
3) компонент InControl (система программирования и эксплуатации ПО контроллерного слоя АСУТП), помимо поддержки программирования на языках стандарта МЭК 61131, обеспечивает также возможность использования универсальных алгоритмических языков высокого уровня и поддерживает технологии OLE и OCX. В совокупности, функциональные возможности InControl позволяют интегрировать в ПО контроллеров широкий класс приложений, включая интеллектуальные подсистемы нижнего уровня АСУТП;
4) в Factory Suite PLUS включен пакет InSupport, который непосредственно содержит в себе «интеллектуальный» компонент – оболочку экспертной системы диагностического типа. В целом же InSupport представляет собой мощное программное средство для обнаружения и устранения неисправностей и ведения технической документации. Оно обеспечивает легкий интерактивный доступ к системе нахождения и устранения неисправностей, а также к документации по ремонту. Экспертная система InSupport способна анализировать симптомы неисправностей с учетом различных факторов (время ремонта, стоимость ремонтных работ, вероятность неудачи каждого из возможных вариантов стратегии устранения неисправностей и т.п.) и формировать оптимальные решения, предоставляемые человеку-оператору. При этом поддерживаются мультимедийные интерфейсы (могут использоваться обычное текстографическое отображение, аудио-данные, видеофильмы, передаваемые с удаленных камер наблюдения в реальном времени или записанные заранее, детальные чертежи и мнемосхемы и т.д.) Предусмотрена также методика для анализа множественных аварийных сигналов или симптомов и разработки единой стратегии их разрешения. Источником информации для InSupport является InTouch. Аварийные и предупредительные сигналы, регистрируемые в InTouch, могут связываться с симптомами неисправностей, заданными в InSupport, что обеспечивает возможность работы диагностических и оперативно-советующих контуров InSupport в реальном времени (т.е., в качестве полноценной ЭСРВ);
5) в состав Factory Suite входит специализированный компонент мониторинга в реальном времени FactoryFocus, который практически представляет собой среду исполнения (run-time) пакета InTouch;
6) весь комплекс ПО Wonderware поддерживает IndustrialSQL Server (специализированная надстройка над MS SQL Server, на порядок повышающая оперативность обработки данных), являющийся эффективным сервером данных реального времени;
7) опциональный компонент Scout, выполненный в архитектуре «клиент/сервер», является многофункциональным инструментом, позволяющим создавать прикладные программы для доступа к системам автоматизации на базе InTouch и FactoryFocus через Internet/Intranet, что, безусловно, существенно повышает способности Factory Suite к корпоративной интеграции (характерно также, что Factory Suite полностью поддерживает интеграцию со средствами Microsoft BackOffice, широко используемыми на управленческих уровнях MES/MIS/ERP).
Перечисленные свойства Factory Suite PLUS делают данный комплекс удобной платформой для реализации концепций Plant Intelligence. Известно достаточно много примеров использования Factory Suite и отдельных его компонентов в прикладных разработках действительно «интеллектуального» характера. Основная их масса связана с применением InSupport в качестве диагностической, оперативно-советующей ЭСРВ или системы поддержки принятия решений в реальном времени. Однако, возможны и другие варианты интеллектуализации АСУ на базе Factory Suite. Показательным примером является автоматизация обогатительного комбината UG2 в Импале (ЮАР), в ходе которой была успешно внедрена ЭСРВ управляющего типа, полностью построенная на базе InControl и интегрированная в целостную АСУП корпоративного уровня, реализованную в среде продуктов Wonderware. Особо следует отметить, что данная ЭСРВ, решающая задачи интеллектуальной оптимизации и управления в реальном времени, была признана самым дешевым, удобным и эффективным средством достижения проектных целей.
В настоящее время Wonderware развивает модели ИП на базе линии продуктов Factory Suite A2, реализованной на платформе ArchestrA (разработка Wonderware). ArchestrA представляет собой набор сервисов низкого уровня, реализованных в виде интерфейсных драйверов, программ и подпрограмм. В ее основу положен объектно-ориентированный метод, позволяющий быстро создавать приложения-шаблоны, которые можно использовать в разных проектах многократно и тем самым снижать затраты на разработку. Центральным звеном ArchestrA является промышленный сервер приложений Industrial Application Server (IAS), предназначенный для обработки и анализа поступающей в реальном времени информации. В нем предусмотрено множество инструментов, доступных любому приложению промышленной автоматизации, которые поддерживают лицензирование, разграничение прав доступа, конфигурирование, развертывание, обработку событий и аварийных сигналов, оповещение, сценарии, сетевое обслуживание и другие функции. ArchestrA представляет собой набор сервисов низкого уровня, реализованных в виде интерфейсных драйверов, программ и подпрограмм. В ее основу положен объектно-ориентированный метод, позволяющий быстро создавать приложения-шаблоны, которые можно использовать в разных проектах многократно и тем самым снижать затраты на разработку. Центральным звеном ArchestrA является промышленный сервер приложений Industrial Application Server (IAS), предназначенный для обработки и анализа поступающей в реальном времени информации. В нем предусмотрено множество инструментов, доступных любому приложению промышленной автоматизации, которые поддерживают лицензирование, разграничение прав доступа, конфигурирование, развертывание, обработку событий и аварийных сигналов, оповещение, сценарии, сетевое обслуживание и другие функции (на базе единой объектно-ориентированной модели предприятия).
В состав Factory Suite A2 непосредственно входят следующие компоненты:
- Industrial Application Server – сервер приложений;
- IndustrialSQL Server – сервер производственных данных реального времени;
- ActiveFactory – полностью интегрированное с IndustrialSQL Server клиентское приложение, способное поддерживать гибкий анализ данных в реальном времени и формирование электронных отчетных материалов. Особенностями продукта является наличие «интеллектуальной надстройки», обеспечивающей оперативное конструирование и исполнение разнообразных запросов к системе без необходимости знания SQL и структуры хранилищ данных, мощные возможности по настройке и определению комплексных производственных и технологических показателей, открытое взаимодействие с внешними приложениями (поддерживаются ActiveX, .NET, ASP.NET и др., динамические интерфейсы с MS Office и т.п.), обеспечение функций ретроспективного анализа и др. Практически в ActiveFactory реализуются и некоторые концепции Data-Mining (анализа данных с извлечением знаний), что автоматически делает систему «интеллектуальной». Например, система способна динамически генерировать и исполнять запросы для анализа заданного пользователем (в терминах предметной области) критерия, учитывая при этом параметры ситуации и текущее состояние наборов данных, оперировать с типами запросов и аналитических функций, качественно исследовать «жизнь» тех или иных показателей на заданном промежутке времени, строить аннотации т.п. Любые действия при этом могут быть «привязаны» к системным сообщениям и событиям. Т.о., система ActiveFactory по ряду функциональных возможностей близка к классу инструментов ИИ, специализирующихся на поддержке задач извлечения знаний;
- DT Analyst – клиентское приложение, ориентированное на анализ простоев (downtime) и комплексных показателей эффективности использования оборудования (OEE – Overall Equipment Effectiveness) в реальном времени. Система (также, как ActiveFactory) позволяет гибко перенастраивать процедуры анализа и включать в контуры управления элементы «интеллектуального» ПО;
- QI Analyst – приложение, отвечающее за статистический анализ показателей качества и параметров производственных процессов (SPC/SQC) в реальном или модельном времени. Работа системы может быть функционально «увязана» с другими задачами анализа и управления, реализуемыми в Factory Suite;
- SuiteVoyager – компонент, обслуживающий корпоративный Web-портал и поддерживающий полную информационную интеграцию всех подсистем АСУ на базе Internet/Intranet.
Перечисленные функциональные характеристики технологии Factory Suite A2 позволяют сделать вывод о том, что данная платформа является достаточно эффективным средством построения интеллектуальных промышленных приложений различного уровня автоматизации.