9.4. Scada-chctema трейс моуд

Трейс МОУД — SCADA-система, предназначенная для разра­ботки АСУТП широкого назначения. Система создана в 1992 г. и к настоящему времени имеет свыше 4000 инсталляций. Системы, разработанные на базе Трейс Моуд, работают в энергетике, хи­мической и других отраслях промышленности и в коммунальном хозяйстве. По числу внедрений в России Трейс Моуд значитель­но превосходит зарубежные пакеты подобного класса благодаря наилучшему соотношению цена — производительность.

Система Трейс Моуд основана на разработке распределенной АСУТП как единого проекта, автопостроении, оригинальных ал­горитмах обработки сигналов и управления, объемной векторной графике мнемосхем, едином сетевом времени, технологии «playback» — графическом просмотре архивов на рабочих местах руководителей и др. Трейс Моуд — это первая SCADA-система, поддерживающая сквозное программирование операторских стан­ций и контроллеров при помощи единого инструмента.

Краткая характеристика

• Модульная структура — от 128 до 64000x161/0; количество тегов не ограничено: минимальный цикл работы системы — 0,001 с; открытый формат драйвера для связи с любым УСО; открытость для программирования (Visual Basic, Visual Сит. д.).

• Разработка распределенной АСУТП как единого проекта; средства сквозного программирования АСУТП верхнего (АРМ) и нижнего (ПЛК) уровней. Встроенные библиотеки более чем 150 алгоритмов обработки данных и управления. Создание средств холодного и горячего резерва.

• Средства программирования контроллеров и АРМ — на ос­нове международного стандарта IEC 1131-3.

Поддержка широкого спектра контроллеров как отечествен­ного, так и зарубежного производства

.

• Поддержка единого сетевого времени.

• Графическое отображение информации более 200 типов, в том числе трендов, мультипликация на основе растровых и век­торных изображений.

• Просмотр архивной информации в РВ, в том числе в виде трендов и таблиц. Сеть на основе Netbios, NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP. Обмен данными с независимыми приложениями с ис­пользованием DDE/NetDDE, Advavced DDE, SQL/ODBC, ОРС, DCOM.

• Резервирование архивов и автовосстановление после сбоя.

• Web-управление; поддержка передачи данных через сотовые сети стандарта GSM; контроль и управление процессом посред­ством GSM-сообщений.

• Расширенная технологическая поддержка. Полная русифи­кация.

• Система Трейс Моуд позволяет создавать резервирование многоуровневых АСУТП масштаба предприятия на базе ведущих сетевых ОС. Сетевые комплексы допускают структурирование с выделением уровней контроллеров, диспетчерского и админист­ративного (рис. 9.3).

Supervisor-

рабочие места руководителей Броузеры

TRACE MODE Mobile

Администра­тивный уровень

Диспет­черский уровень

Уровень контроллера

Михро МРВ модем связь через модемы, радиоканал и GSM

•Микро МРВ

Рис. 9.3. Структура многоуровневой АСУТП предприятия

На нижнем уровне, уровне контроллеров, сбор информации и управление процессом осуществляются семейством программ:

МикроМРВ, МикроМРВ Модем+, МикроМРВ GSM+. Они мо­гут как работать автономно, так и обмениваться данными с мо­ниторами РВ соответственно через последовательные порты или сеть, по коммутируемым линиям или посредством сотовых се­тей. Средний, диспетчерский, .уровень включает в себя множе­ство исполнительных модулей, работающих на ПК под управле­нием Windows NT: мониторы РВ, графические консоли, средст­ва документирования, ведения архивов и др. Верхний, административный уровень составляет программы для представ­ления данных о ходе ТП в удобной форме: Supervisor, клиент­ские консоли.

Благодаря поддержке широкой гаммы отраслевых стандартов, таких, как DDE, ODBC, ОРС, Active X, TCP/IP и др., АСУТП на базе системы Трейс Моуд 5 легко интегрируется в информа­ционные системы предприятия.

Отличительными особенностями системы Трейс Моуд явля­ются высокая производительность, развитая система горячего ре­зервирования, интеграция SCADA/Sogftlogic-технологий; наличие средств проектирования распределенной АСУТП как единого проекта, а также технология автопостроения, сокращающая вре­мя создания проекта.

Современная 32-разрядная архитектура Трейс Моуд 5 обеспе­чивает высокую производительность системы в РВ на всех уров­нях обработки информации (табл. 9.1).

Таблица 9.1

Характеристики архитектуры Трейс Моуд 5 Подсистема	Показатель	Примечание
Обработка сигналов	32000 каналов полностью пе- ресчитывается за 90—92 мс	Pentium-II 233. Загрузка про­цессора сервером математи­ческой обработки: 36—38%
Обновление информа­ции на экране	2000 пятидесятицветных ин­дикаторов обновляются на экране за 0,5 с	Pentium-II 233. Загрузка про­цессора графической консолью 20—35%
Сетевой обмен	30000 аналоговых каналов передаются без потерь с час­тотой 1 Гц через сеть Ethernet 10 Мбит	Pentium 233. CELE RON-300 и Pentium-II 350
Сохранение данных в архиве	В локальный архив без по­терь сохраняются 100000 за­писей	Pentium-II 233, жесткий диск без поддержки VIDE

Для создания системы с горячим резервированием при ис­пользовании Трейс Моуд 5 достаточно указать, что ПК должен иметь дубль, и система сама сгенерирует и настроит необходи­мую БД (каналов). При изменении конфигурации основных уз­лов Трейс Моуд 5 автоматически обновит узлы-дубли.

Работа резервированных систем в РВ полностью автоматизи­рована. Встроенная система автоматического горячего резервиро­вания самостоятельно контролирует работу дублированных узлов, и в случае отказа одного из них автоматически переключает ин­формационные потоки на резервный, а также производит накоп­ления архивов. Резервируются датчики, платы ввода/вывода, ПК, контроллеры, сетевые линии, архивы.

Трейс Моуд является лидером в технологии сквозного про­граммирования верхнего и нижнего уровней АСУ. С ее помощью возможно одновременно программировать задачи приема данных и управления в IBM-совместимых контроллерах и задачи суперви- зорного контроля и управления для АРМ диспетчеров на ПК. Вся разработка осуществляется в графическом редакторе, основанном на требованиях международного стандарта IEC-1131/3. Система Трейс Моуд 5 включает в себя библиотеку из 150 алгоритмов об­работки данных и управления, в том числе алгоритмы фильтра­ции, PID, PDD, адаптивного, модельного, нечеткого позиционно­го регулирования, ШИМ-преобразования, решения статических, арифметических, алгебраических, логических, тригонометрических задач и т. д., блоки управления с исполнительными устройствами (клапан, задвижка, привод и т. д.).

Для разработки применяются визуальные, интуитивно понят­ные инженерам-технологам методы — язык функциональных бло­ков (Техно IL) или язык инструкций (Техно IL). В основу созда­ния системы Трейс Моуд изначально закладывался тот факт, что комплексы автоматизации должны создаваться специалистами по автоматизации. Этот вывод подтверждается тем, что целый ряд проектов (например, проект Воскресенского завода минеральных удобрений) был создан исключительно технологами и инженера­ми КИПиА.

В Трейс Моуд 5 распределенная АСУ, включающая оператор­ские станции, АРМ руководителей, архивные серверы и контрол­леры, рассматривается как один проект. Каждый узел в распреде­ленной АСУТП имеет информацию об остальных узлах системы и в случае его модификации автоматически обновляет соответст­вующие БД на других узлах. Средствами Трейс Моуд легко раз­рабатывать, поддерживать и развивать распределенные АСУТП.

«Автопостроение™» — это группа оригинальных технологий системы Трейс Моуд 5, заключающихся в автоматическом гене­рировании баз каналов операторских станций и контроллеров, входящих в проект АСУТП на основе информации о числе точек

ввода/вывода, номенклатуре используемых контроллеров и УСО, наличии и характере связей между ПК и ПЛК.

Трейс Моуд — динамично развивающаяся система, в которую постоянно добавляются модули, использующие новейшие техно­логии для создания пользовахелям системы дополнительных воз­можностей. Последние новинки — исполнительные модули Трейс Моуд 5, которые позволяют создавать АСУТП в РВ на основе WEB-технологий — WEB-активатора и сотовых техноло­гий — GSM-активатора.

WEB-активатор позволяет быстро добавить в работающую АСУТП дополнительные АРМ диспетчеров и обеспечить возмож­ность доступа технологов к информации о ТП с любого компью­тера предприятия. WEB-активатор является WEB-сервером Трейс Моуд, снабженным автоматическим доступом к мониторам РВ. Новая программа может быть использована для создания www-шлюза для локальных АСУТП на базе Трейс Моуд 5 для Windows NT и для придания функций WEB-сервера мониторам РВ Трейс Моуд 5. С возможностью превращения обыкновенного монитора РВ Трейс Моуд в WEB-сервер связано название нового программного продукта.

GSM-активатор позволяет организовать обмен данными меж­ду удаленными объектами в системе АСУТП через сотовую сеть. Запрограммировать обмен данными через GSM/SMS можно средствами стандартной инструментальной системы TRACE MODE, базовая версия которой бесплатна. Новая технология поддерживается в следующих исполнительных модулях системы: MicroTRACE MODE+ и GSM-активатор для Windows NT.

MicroTRACE MODE GSM+ осуществляет автоматическую пе­редачу данных с удаленных контроллеров на операторскую стан­цию в виде SMS-сообщений с использованием WAP-протокола (в релизе 5.06 поддерживается 3 уровня WAP). GSM-активатор для Windows NT позволяет дополнительно посылать отчеты тре­вог на сотовые телефоны GSM, исполнять управляющие коман­ды с сотового телефона и выдавать информацию по запросу с сотового телефона.Внедрения Трейс Моуд достаточно обширны. Так, фирма Те- плоэнергоремонт (Мостеплоэнерго) разработала и внедрила АСУ более чем на 40 котлоагрегатах районных тепловых станций в г. Москве. Причем АСУ выполнены по технологии «софтлод- жик», с использованием PC-совместимых контроллеров МФК фирмы ТЕКОН (г. Москва). SCADA-система Трейс Моуд 5 ис­пользована не только для разработки математического обеспече­ния операторских станций, но и для программирования кон­троллеров, осуществляющих непосредственное цифровое управ­ление ТП. В проекте реализована технология сквозного программирования всех уровней АСУТП.

На АО «Воскресенские минудобрения» (г. Воскресенск) разра­ботана и внедрена АСУ производства аммофоса с применением технологии «софтлоджик» и PC-совместимых контроллеров МФК. В системе предусмотрены мониторинг, прямое цифровое и супервизорное управление.

Система Трейс Моуд приобретает популярность и за рубежом.

9.5. ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ ФИРМЫ ИН-САТ ДЛЯ АСУТП

Разработан SCADA-пакет, который поддерживает все положи­тельные качества, присущие современному продукту технологий (ОРС, Active-X, COM/DCOM, OLE, HTML, SQL, ODBC, OLEDB и др.).

Первое принципиальное преимущество — проект одновремен­но, а не друг за другом создают два разных разработчика. Пер­вый осуществляет разработку архитектуры АСУТП, знает кон­троллеры и связи с ними. Второй знает ТОУ и специфику его контроля и управления.

Шаги первого разработчика:

1. Описываются настройки связи с контроллерами и фор­мируются группы опрашиваемых переменных, что осуществляет­ся непосредственно в ОРС-серверах этих контроллеров.

2. Описывается структура создаваемой АСУТП посредством дерева системы: в дерево включаются компьютеры, к ним под­ключаются ОРС-серверы с их конфигурациями, которые немед­ленно становятся видны в дереве системы и готовы к использо­ванию. Во всех известных SCADA-пакетах вместо этого прихо­дится выполнять трудоемкую и медленную процедуру поштучной ссылки на ОРС-переменные.

3. Задаются общие настройки системы, которые затем насле­дуются всеми компьютерами: расписание смен операторов, спи­сок приоритетов аварий, стандартные размеры локальной БД и т. п.

4. Задаются только те настройки каждого компьютера, кото­рые на данной машине по какой-либо причине отличаются от унаследованных настроек предыдущего шага, например размер экрана, объем дискового пространства, отводимый под каждый раздел БД, и др. В итоге оказывается построенной распредели­тельная система.

В это же время второй разработчик описывает объект по этапам:

1. Создается дерево объекта: завод состоит из цехов, цеха — из участков

.