SCADA / HMI DataRate

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.