Билет№6 Вопрос 1. Программное обеспечение асутп

Виды программного обеспечения

Программное обеспечение (ПО) АСУТП, это совокупность программ, необходимых для:

• функционирования комплекса ТС;

• реализации функций АСУТП.

Программное обеспечение АСУТП подразделяется на общее ПО и специальное ПО. В сегодняшней терминологии общее ПО это, прежде всего, системное ПО или операционные системы (ОС), используемые в программируемых контроллерах, рабочих станциях и серверах АС, а также инструментальные средства обслуживания ТС (утилиты, драйверы и т.п.). Специальное ПО – это прикладное ПО (прикладные программы), созданное для реализации функций АСУТП: контроля, управления, сигнализации и регистрации.

Операционные системы, используемые в технических средствах, выполняющих функции контроля и управления должны быть ОС реального времени (ОСРВ). До выхода в свет ОС Windows NT общепризнанной для применения в АСУТП является ОСРВ QNX. Она имеет открытую модульную архитектуру и поддерживает все шины, используемые в РС-подобных платформах. Более ста фирм производителей программного и аппаратного обеспечения выпускают продукцию, ориентированную на QNX. Широкое использование имеет ОС9 и различные производные от ОC UNIX. Использование иных ОС диктовалось применяемыми техническими средствами, а также количеством и качеством инструментального и прикладного ПО. Дисковая операционная система для РС-подобных аппаратных платформ имела ограниченное применение. Сегодня безусловным лидером по применению в качестве ОС для технических средств верхнего уровня является Windows NT и ее производные.

Прикладные программы АСУ ТП, в общем случае, разделяются на два вида:

• «технологические» программы для контроллеров.

• прикладного ПО для визуализации и управления (HMI, MMI) или ПО для рабочих станций (АРМов).

Создание прикладного ПО для АСУ ТП требует применения соответствующих инструментальных средств.

Инструментальные средства для технологического программирования контроллеров разделяются на специализированные, программирующие определенный тип контроллеров (жестко программируемые контроллеры), и универсальные (SoftLogic-пакеты) – предназначенные для программирования SoftPLC. Прикладное ПО для визуализации и управления (ПО для рабочих станций) может быть разработано как «классическими» средства создания программного обеспечения, использующие современные методы программирования: С++ Builder, Delphi и т.п., так и специализированными инструментальными средствами или пакетами (наборами) программ. Такие инструментальные пакеты в настоящее время именуются SCADA-пакетами, по аналогии с создаваемыми на их основе системами управления. Существует специализированное ПО, интегрирующее в себе функции создания технологических программ для контроллеров и прикладных программ для рабочих станций.

Инструментальные средства для технологического программирования котроллеров это ПО для компьютеров, которое обеспечивает разработку и отладку технологической программы для контроллера непосредственно на компьютере и последующий перенос ее в контроллер. Такие инструментальные средства для описания процесса управления (создания технологической программы) обычно используются язык релейно-контактных схем и функциональных блоков, теоретические основы которых взяты из методов автоматического управления. Накопленный опыт создания таких программ был обобщен в виде стандарта IEC 1131-3, где определено пять языков программирования контроллеров:

SFC - последовательных функциональных схем;

LD - релейных диаграмм;

FBD - функциональных блоковых диаграмм;

ST - структурированного текста;

IL - инструкций.

Использование данного стандарта делает инструментальную программу для контроллера независимой от конкретного оборудования – ни от типа процессора, ни от операционной системы, ни от плат ввода-вывода.

Программные платформы условно можно разделить на ПО нижнего и ПО верхнего уровня. Под нижним уровнем в данном контексте понимается ПО для программирования контроллеров. Сама по себе эта задача может быть решена с помощью средств так называемого «традиционного» программирования, например, с помощью Microsoft Visual Studio. Но более рационально и эффективно использовать специально разработанные для этой цели программные продукты, поддерживающие применяемые типы контроллеров.

В настоящий момент стандартом де-факто при решении задач промышленной автоматизации является технология OPC. OPC – это аббревиатура от OLE (Object Linking and Embedding) for Process Control, что в буквальном переводе означает «технология связывания и внедрения объектов для систем промышленной автоматизации». Данная технология предназначена для обеспечения универсального механизма обмена данными между датчиками, исполнительными механизмами, контроллерами, устройствами связи с объектом и системами представления технологической информации, оперативного диспетчерского управления, а также системами управления базами данных. OPC основана на модели распределенных компонентных объектов Microsoft DCOM и устанавливает требования к классам объектов доступа к данным и их специализированным интерфейсам.

Другими словами, данная технология позволяет обеспечить единый механизм доступа к первичным датчикам и исполнительным механизмам с верхнего программного уровня SCADA-системы. Таким образом, производители аппаратных средств, пользуясь спецификацией OPC, имеют возможность обеспечить заведомую совместимость своей продукции с ПО верхнего уровня посредством реализации OPC-драйвера, разумеется, если SCADA-система «OPC-совместимая».