SCADA/HMI DataRate
Альберт Варпаев, старший инженер-программист
SCADA
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition – диспетчерская программа управление и сбор данных) – это технология сбора информации в режиме реального времени, позволяющая получить информацию из удаленных объектов, обработать в соответствии с заложенной программой и передать на эти объекты управляющие или ограничивающие команды-воздействия при помощи промышленных сетей или радиосвязи.
SCADA также представляет собой программный комплекс для визуализации и диспетчеризации технологических процессов. SCADA-система дает наглядное представление процесса и предоставляет оператору пользовательский графический интерфейс HMI (Human-Machine Interface, человеко-машинный интерфейс) для контроля и управления. Она позволяет исключить необходимость постоянного присутствия персонала, участвующего в технологическом процессе, или существенно сократить периодические посещения объектов. SCADA дает возможность оператору технологического процесса, находящемуся на центральном диспетчерском пункте, управлять производственными механизмами и аппаратами: открывать или закрывать задвижки на трубопроводах, следить за параметрами разветвленного технологического процесса, просматривать историю/архивы значений технологических параметров.

Прообразом современных систем SCADA на ранних стадиях развития автоматизированных систем управления явились системы телеметрии и сигнализации. На данный момент существует великое множество SCADA-систем: InTouch, Genesis, RealFlex, FIX, RSView, Trace Mode, MasterSCADA, Круг2000, DataRate и др.
Современные SCADA применяются практически во всех отраслях современной промышленности, сельского хозяйства, коммунального хозяйства, науки и образования – практически везде, где необходима автоматизация.
RNet и DataRate
Строго говоря, RNet, выпускаемый НПФ КонтрАвт, SCADA не является, так как не предоставляет возможности автоматического управления по определяемым пользователем алгоритмам. При этом RNet отличается простотой освоения: подавляющее большинство инсталляций было проведено заказчиком самостоятельно, сложных консультаций и дополнительного обучения при этом не потребовалось.
Программный продукт DataRate позиционируется производителем как продукт класса HMI (Human-Machine Interface), т. е. средство разработки человеко-машинных интерфейсов. В среде разработки широко используется типизация и объектный подход, что позволяет с легкостью использовать созданные пользователем виды, типы и скрипты повторно.
Это одна из наиболее простых и удобных систем, требующая минимальных знаний программиста для выполнения несложных задач, и одновременно позволяющая наращивать объем и функциональную сложность проектов при повышении квалификации разработчика проекта.
Имеет смысл использовать DataRate если:
- ваше устройство поддерживает обмен данными по технологии OPC и нужно увидеть “красивые картинки” (мнемосхемы, тренды, таблицы) с динамически обновляемыми данными;
- у Вас есть несколько интеллектуальных датчиков, малоканальных контроллеров, компьютер, и необходимо быстро собрать небольшую систему контроля и управления;
- система управления производством требует визуализации данных из Вашей СУБД в виде динамических мнемосхем, трендов и т. п.
Функциональные возможности DataRate
Интегрированная среда разработки:
- Легкое освоение и быстрая разработка;
- Объектная модель;
- Повторное использование объектов;
- Встроенный механизм верификации проекта.
Создание HMI-приложений промышленной автоматизации:
- Специализированные объекты и библиотеки;
- Ведение тренда для любого входа/выхода объекта;
- База данных трендов;
- Подсистема событий и тревог;
- Пользовательские функции на С# (с подсветкой синтаксиса).

Динамическая визуализация данных:
- Анимация любого свойства графического примитива;
- Настраиваемые алгоритмы анимации;
- С#-скрипты для обработки и визуализации данных;
- Библиотеки шаблонов и скриптов;
- Динамика, управляемая событиями;
- Применение ActiveX и .NET контролов.
Экспорт\импорт данных:
- Источники данных – УСО, информационные системы, СУБД (MS SQL Server, Oracle, MySQL, Interbase, IBM DB2 и многие другие);
- Поддержка стандарт ОРС DA;
- Одновременное подключение до 16 ОРС-серверов;
- Экспорт в формате XML и CSV позволяет легко интегрировать данные в распространенные офисные приложения Microsoft Office;
- Обмен с СУБД по технологии ОРС, ODBC, “родные” драйверы.

Вышеперечисленные функциональные возможности позволяют DataRate:
- отображать любой технологический объект в виде мнемосхемы и иерархической структуры;
- динамически отображать контролируемые параметры;
- показывать и хранить тренды;
- управлять исполнительными механизмами и отображать их состояние;
- производить расчеты;
- вести протокол событий.
Технические характеристики и системные требования
DataRate спроектирован и работает на базе платформы Microsoft .NET.

DataRate – это однопользовательская система, с возможностью выполнения на локальном компьютере одного или нескольких элементов проекта в одном процессе. В качестве устройства связи с объектом (УСО, контроллеры, приборы и другие) могут выступать любые устройства, для которых существует ОРС DA (OPC Data Access) сервер (версии 1.0 или 2.0).
- Количество ОРС-серверов, данные которых одновременно визуализирует DataRate – до 16;
- Обмен данными с реляционными базами данных (MS SQLServer и другими) и офисными приложениями (MS Excel);
- Количество тегов, поступающих от ОРС-сервера – до 500;
- Количество технологических объектов – до 300;
- Количество графических динамических элементов в одном окне до 500;
- Количество графических динамических элементов в графическом проекте в целом – до 10000;
- Количество одновременно открываемых окон – до 20;
- Системный класс самописцев с хранением данных по изменению;
- Количество трендов – до 2000;
- Количество точек в трендах – до 60000;
- Минимальный период заполнения тренда не превышает 0,1 с;
- Период времени обновления информации в окне – не более 250 мс;
- Звуковая сигнализация;
- Количество скриптов – до 1000;
- Системная библиотека шаблонов и изображений легко дополняется и модифицируется пользователем.
Системные требования к компьютеру, на котором должна работать DataRate, следующие:
Компонент
|
Минимальные требования
|
Рекомендуемые требования
|
Операционная система
|
Microsoft Windows 2000
|
Microsoft Windows XP
|
.NET Framework
|
Версия 1.1
|
Версия 1.1
(русская локализация)
|
Процессор
|
Pentium III 733 Mhz
|
Pentium IV 1.4 Ghz и более
|
Память
|
128 MB
|
256 MB и выше
|
HMI DataRate
В среде DataRate можно разрабатывать приложения, позволяющие динамически визуализировать оперативную информацию. Встроенный в DataRate редактор мнемосхем достаточно удобен, имеет большое количество графических примитивов и позволяет создавать собственные графические объекты для отображение информации – виды.
Любое свойство графического объекта может быть анимировано, для этих целей также возможно использование скриптов на языке С# как из встроенной библиотеки, так и собственноручно написанных. Созданные виды сохраняются в библиотеке. Возможно использование внешних объектов .NET и ActiveX, что позволяет легко ‘добавить функциональности’ системе.

Информация с датчиков, контроллеров и баз данных – теги – доступна через соответствующие OPC-серверы, так что DataRate вполне успешно выступает как клиент OPC DA.
Для подключения к серверам OPC может потребоваться библиотека OPC Core Components Redistributable, бесплатно распространяемая OPC Foundation (http://www.opcfoundation.org). Используя OPC-сервер регуляторов МЕТАКОН и OPC-сервер протокола Modbus пользователь может получать данные с наших регуляторов МЕТАКОН и модулей MDS.
Для любого тега возможно ведение трендов. Тренды сохраняются для последующего просмотра.
Существует и системный класс самописцев, архивирующих данные при их изменении. Сохранение данных возможно только средствами внешней системы управления базами данных (СУБД). В программе отсутствует встроенная единая для всех тэгов подсистема архивации.
Также существует возможность экспорта данных в распространенные офисные приложения, например, Microsoft Excel.
DataRate имеет встроенную подсистему событий и тревог. Любые события и тревоги могут быть запротоколированы для целей отчетности. Звуковая сигнализация также поддерживается системой.

Полученная информация может быть обработана С#-скриптами, например, для вычисления электрической мощности из измеренных тока и напряжения. Естественно, производимые расчеты могут быть намного сложнее этого простого примера.
Кроме функций операторского интерфейса, DataRate имеет и функции управления технологическими процессами, т. е. выступать в качестве контроллера. Для целей управления также могут быть использованы скрипты.
Ценовая политика
В комплект поставки DataRate входит среда разработки, среда исполнения и OPC-коннектор на 50 тэгов. При необходимости за отдельную плату можно увеличить количество тэгов до 100, 250 или 500, подключить SQL-коннектор и в любое время продлить техническую поддержку еще на один год.
Производитель предоставляет зарегистрированным пользователям бесплатную техническую поддержку программных продуктов (базовый уровень) в течение первого года эксплуатации со дня поставки и регулярное информирование о новых версиях и других разработках компании. Для этого достаточно заполнить регистрационную форму на сайте компании (http://www.datarate.krug2000.ru) или отправить ее электронной почтой.