М ИНОБРНАУКИ РОССИИ

SCADA система TRACE MODE

 

TRACE MODE (произносится «Трэ́йсмо́уд» или «Трэ́йсмо́д») — инструментальный программный комплекс класса SCADA HMI, разработан компанией AdAstraResearchGroup, Москва в 1992 году. Предназначен для разработки программного обеспечения АСУТП, систем телемеханики, автоматизации зданий, систем учёта электроэнергии (АСКУЭ, АИИС КУЭ), воды, газа, тепла, а также для обеспечения их функционирования в реальном времени. Начиная с версии 4.20 (1995) TRACE MODE обладает функциями для программирования промышленных контроллеров. Состоит из инструментальной системы и из набора исполнительных модулей (ран таймов). В Инструментальной системе создается набор файлов, который называется «проектом TRACE MODE». С помощью исполнительных модулей TRACE MODE проект АСУ запускается на исполнение в реальном времени на рабочем месте диспетчера или оператора. Особенностью TRACE MODE является «технология единой линии программирования», то есть возможность разработки всех модулей АСУ при помощи одного инструмента. Технология единой линии программирования позволяет в рамках одного проекта создавать средства человеко-машинного интерфейса, системы учёта ресурсов, программировать промышленные контроллеры и разрабатывать web-интерфейс. Для этого в инструментальную систему TRACE MODE встроены специализированные редакторы.

Среди них:

Редактор графических мнемосхем;

Редактор экранных панелей;

Редактор программ на визуальном языке FBD (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор программ на визуальном языке SFC (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор программ на визуальном языке LD (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор программ на процедурном языке ST (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор программ на процедурном языке IL (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор шаблонов документов;

Построитель связей с СУБД;

Редактор паспортов оборудования (EAM);

Редактор персонала (HRM);

Редактор материальных ресурсов (MES);

SCADA TraceMode - Это мощный программный комплекс для управления системами автоматизации технологических процессов и производств любой степени сложности и сферы деятельности где возможна автоматизация процессов производства, объединившая в себе продукты класса SOFTLOGIC-SCADA/HMI-MES-EAM-HRM. Масштаб систем автоматизации, создаваемых в TRACE MODE, может быть любым – от автономно работающих управляющих контроллеров и рабочих мест операторов (АРМ), до территориально распределенных систем управления, включающих десятки контроллеров и АРМ, обменивающихся данными с использованием различных коммуникаций – локальная сеть, интранет/интернет, последовательные шины на основе RS-232/485, выделенные и коммутируемые телефонные линии, радиоканал и GSM-сети. Причем, благодаря наличию в составе TRACE MODE 6 компонентов T-Factory, появляется возможность комплексной автоматизации управления как технологическими, так и бизнес-процессами производства для достижения высокой экономической эффективности и быстрого возврата инвестиций.

 TRACE MODE 6 располагает встроенными драйверами, позволяющими подключать более двух тысяч наименований устройств ввода/вывода – программируемых логических контроллеров, удаленного УСО, плат ввода/вывода и промышленных сетей. Поддержка спецификаций OPC DA и HDA, протоколов DDE и NetDDE, а также открытый формат драйвера ввода/вывода и возможность прямого обращения к динамическим библиотекам (DLL) средствами языка программирования ST определяют беспрецедентные возможности по включению в состав систем автоматизации, разрабатываемых в TRACE MODE, разнообразного оборудования и обмену данными с внешними приложениями.

 Классы систем, создаваемых в TRACE MODE 6, могут быть как информационно-измерительные (мониторинга), так и управляющие (НЦУ). Архитектура таких систем в свою очередь может быть, как централизованная, так и распределенная – в зависимости от заданных требований.

Особое место отводится системам, использующих свободно программируемые контроллеры (PC-based и/или PAC-контроллеры), поскольку в этом случае в TRACE MODE 6 применяется единый инструмент создания информационного и математического обеспечения, как для АРМ верхнего уровня, так и для контроллеров, реализующих нижний уровень в иерархии систем автоматизации. Использование технологии авто построения и подход к разработке проекта распределенной системы автоматизации как единого проекта существенно повышают производительность труда разработчиков систем, значительно уменьшая долю рутинных ручных операций и снижая количество ошибок, неизбежных в больших проектах.

Надежный и высокопроизводительный обмен данными между контроллерами и АРМ в TRACE MODE 6 обусловлен использованием логического сетевого протокола I-Net (поверх TCP/IP), или M-LINK – в случае использования последовательных коммуникаций. Хранение и доступ к накапливаемой информации реализуется через мощную систему архивирования технологических параметров СУБД РВ SIAD 6.

 Динамические характеристики и надежность создаваемого в TRACE MODE 6 программного обеспечения АРМ и контроллеров позволяют применять разработанные системы автоматизации в таких отраслях промышленности как нефтехимия, металлургия, энергетика, машиностроение, коммунальное хозяйство, пищевая промышленность, транспорт, а также при проведении научных  исследований.

 К основным достоинствам новой версии следует отнести:

- простота освоения;

- разнообразие подходов к проектированию;

- интегрированная среда разработки;

- насыщенность готовыми решениями;

- мощные механизмы тиражирования готовых решений;

- расширенное авто построение проекта;

- многопользовательская система разработки.

Основные возможности и технологии пакета SCADA TraceMode 6.06:

- единый механизм обмена данными всех модулей системы;

- расширенные возможности создания систем с горячим резервом – дублированные и триерованные системы создаются и настраиваются автоматически;

- поддержка большинства существующих типов данных;

- полная поддержка всех языков стандарта МЭК 61131-3;

- единый вычислитель для всех языков и всех исполнительных модулей;

- поддержка исполнения программ в графических клиентских модулях;

- новый архив SIAD6. На порядок увеличена скорость выборки, сокращен объем, увеличено число архивируемых параметров;

- мощный построитель запросов к базам данных;

- поддержка нейтив-драйверов основных СУБД;

- специализированные типы объектов для MES, EAM, HRM;

- новая фотореалистичная объемная графика с функцией прозрачности;

- огромные библиотеки готовых решений;

- поддержка цветовых схем;

- встроенные статистические функции на основе архивных данных (на стороне сервера);

- обмен по GSM – поддержка GPRS.

SCADA TRACE MODE - это высокотехнологичная российская программная система для автоматизации технологических процессов (АСУ ТП), диспетчеризации, телемеханики,  учета ресурсов (АСКУЭ, АСКУГ) и автоматизации зданий.

TRACE MODE работает под Windows ® и Linux ®, используется в более чем в 30-и странах мира, в 48-ми отраслях и имеет наибольшее ( 49000 шт.) число реальных инсталляций в России.

По своей  функциональности давно уже переросла  рамки традиционной SCADA, и тем не менее SCADA это по-прежнему наиболее востребованная ее часть. Помимо обязательных для любой SCADA системы функций TRACE MODE® 6 имеет ряд особенностей, которые выделяют ее из общей массы аналогичных программных продуктов класса SCADA/HMI.

Прежде всего, это единая интегрированная среда разработки, объединяющая в себе более 10 различных  редакторов проекта АСУ ТП и АСУП. Интегрированная среда разработки имеет бесплатную версию. Функции SCADA/HMI в TRACE MODE 6 так органично слиты  с SOFTLOGIC системой программирования контроллеров и экономическими модулями T-FACTORY (MES-EAM-HRM), что зачастую трудно провести между  ними четкую грань. Незаменимым инструментом создания проекта в SCADA системе TRACE MODE 6 является уникальная технология автопостроения. Она позволяет несколькими движениями мыши создать связи между узлами распределенной системы управления (РСУ), между источниками данных SCADA и каналами, создать источники данных по известной конфигурации контроллера и т.п. В состав системы входят бесплатные драйверы для 2502 контроллеров и УСО.

Принцип единого проекта  для распределенной АСУ позволяет  осуществлять прямые привязки между  компонентами разных узлов. Например, можно отобразить значение канала одного узла SCADA на экране другого, не создавая дополнительного канала для связи  между ними. Для программирования алгоритмов управления технологическими процессами в SCADA системе TRACE MODE 6 поддержаны все 5 языков международного стандарта IEC 61131-3. Среди  них есть и визуальные языки - Techno FBD, Techno LD, Techno SFC и процедурные - Techno ST, Techno IL. Такой широкий диапазон средств программирования позволяет специалисту любого профиля выбрать для себя наиболее подходящий инструмент реализации любых задач АСУ ТП и АСУП. Все языки программирования снабжены мощными средствами отладки.

SCADA/HMI система TRACE MODE 6 поддерживает  практически любые форматы данных, в этом она стала более похожа  на универсальную среду визуального  программирования. Помимо привычных  форматов хранения дискретных  сигналов и значений с плавающей  точкой, в этой версии SCADA реализована  поддержка строк, переменных двойной  точности (doublefloat, hex32), а также меток времени (как самостоятельных каналов). Формат отображения значений каналов на мнемосхемах теперь можно указывать в нотации функции printf языка Си, хорошо знакомой всем программистам.

Великолепная трехмерная графика SCADA системы TRACE MODE 6 не оставит  равнодушными даже профессиональных дизайнеров. В то же время графический редактор SCADA удобен и прост в освоении. Графика SCADA уровня TRACE MODE 6 не только эстетична, но и функциональна: любой графический  элемент может менять свои свойства, размеры и положение на экране в реальном времени в зависимости  от параметров, а также служить  кнопкой.

Фотореалистичная графика  в SCADA системе TRACE MODE 6 основана на использовании  OpenGL, поэтому она обладает массой недоступных ранее возможностей.

Объемные фигуры обладают рядом новых свойств:

полупрозрачность;

наложение текстур;

произвольный базовый  цвет;

настраиваемое расположение источника света;

коэффициенты отражения  и рассеивания света;

поворот на произвольный угол (в том числе в реальном времени);

фигурные срезы цилиндров  и труб;

отображение внутренних поверхностей для рисования разрезов емкостей.

Разработчик АСУ ТП на базе SCADA системы TRACE MODE 6 не ограничен в выборе цвета – к стандартной  палитре добавилась возможность  использования пользовательских цветов. Причем цвета можно задавать с помощью палитры RGB или HSV. Для удобства редактирования сложных мнемосхем в графическом редакторе SCADA системе TRACE MODE 6 поддерживаются слои, видимостью которых можно управлять. Более того, видимостью слоев можно управлять в реальном времени. Это позволяет на одной мнемосхеме отображать по желанию пользователя те или иные подсистемы технологического объекта. Например, можно создать поверх плана сооружения несколько схем-слоев: канализация, отопление, электроснабжение, вентиляция, пожарная сигнализация и т.д.; а отображать только то, что нужно в данный момент. В SCADA системе TRACE MODE 6 существенно расширена поддержка внешних графических форматов, анимация и растровые рисунки могут подвергаться произвольной трансформации (поворот, растяжение), причем не только в редакторе, но и динамически. Поддерживается прозрачность фона. Оригинальная технология 3D Fast+ обеспечивает быструю загрузку мнемосхем SCADA/HMI в реальном времени.

 Работать с трендами в SCADA системе TRACE MODE стало значительно проще: тренд сам определяет, откуда брать данные – из архива SIAD/SQL6 или  временного буфера, то есть деления  на архивный тренд и тренд реального  времени больше нет, как нет и  деления на дискретный и аналоговый тренды, все они успешно реализованы  в рамках одного универсального тренда.

 Глубина тренда ограничивается только объемом накопленного архива встроенной промышленной СУБД SIAD/SQL™ 6 по данному параметру. Удобная система навигации позволяет просматривать состояние технологического процесса за произвольный временной интервал, увеличивать выделенный участок тренда, добавлять в процессе работы со SCADA новые перья. На одном тренде с общей полосой прокрутки времени может отображаться неограниченное количество дискретных и аналоговых параметров АСУТП. Для каждого параметра настраивается не только цвет линии, но и ее стиль. Интервалы недостоверности значения параметра, возникающие, например, в случае потери связи SCADA с датчиком, могут отображаться особым цветом и стилем. Точное значение контролируемых параметров в определенный момент времени можно узнать с помощью визира одним нажатием мыши. Внешний вид и набор доступных элементов навигации настраивается индивидуально для каждого тренда. 

В SCADA системе TRACE MODE 6 стал возможен принципиально новый подход к созданию мнемосхем – поддержка всплывающих (Pop-Up) окон. Всплывающие окна SCADA TRACE MODE 6 располагаются поверх окна основной мнемосхемы и служат вспомогательными элементами. Одновременно может быть открыто несколько всплывающих окон, причем с ними можно работать, как с обычными окнами Windows: перемещать, изменять размер, закрывать, переводить на передний план или перекрывать другим Pop-Up окном.  SCADA-TRACE MODE обладает собственным генератором отчетов, позволяющим в реальном времени быстро создавать ясные и полнофункциональные HTML-отчеты. Генератор отчетов встроен в некоторые исполнительные модули (ДокМРВ+), а также существует в качестве выделенного сервера (Сервер документирования). Шаблоны отчетов создаются в Редакторе шаблонов Интегрированной среды разработки SCADA TRACE MODE. Редактор шаблонов - это WYSIWYG инструмент, обладающий широкими возможностями иллюстрирования отчетов, и глубоко интегрированный с системой программирования SCADA TRACE MODE.

Состав и структура TRACE MODE

 

TRACE MODE состоит из инструментальной системы и из набора исполнительных модулей (рантаймов). В Инструментальной системе создается набор файлов, который называется «проектом TRACE MODE». С помощью исполнительных модулей TRACE MODE проект АСУ запускается на исполнение в реальном времени на рабочем месте диспетчера или оператора.

Особенностью TRACE MODE является «технология единой линии программирования», то есть возможность разработки всех модулей АСУ при помощи одного инструмента. Технология единой линии программирования позволяет в рамках одного проекта создавать средства человеко-машинного интерфейса, системы учёта ресурсов, программировать промышленные контроллеры и разрабатывать web-интерфейс. Для этого в инструментальную систему TRACE MODE встроены специализированные редакторы. Среди них:

Редактор графических мнемосхем;

Редактор экранных панелей;

Редактор программ на визуальном языке FBD (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор программ на визуальном языке SFC (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор программ на визуальном языке LD (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор программ на процедурном языке ST (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор программ на процедурном языке IL (стандарт МЭК 6-1131/3);

Редактор шаблонов документов;

Построитель связей с СУБД;

Редактор паспортов оборудования (EAM);

Редактор персонала (HRM);

Редактор материальных ресурсов (MES);

Использование SCADA Trace Mode

Функциональные характеристики Trace Mode делают эту SCADA хорошим инструментом для разработки систем учета электроэнергии в промышленности, на транспорте, в ЖКХ и в энергопоставляющих организациях. В SCADA Trace Mode входит набор бесплатных драйверов для наиболее популярных счетчиков электроэнергии: CE301, CE303, CE304, ЦЭ 6827 М, ЦЭ 6827 М1 и ЦЭ 6822  производства ОАО Концерн Энергомера, Меркурий 230, СЭТ-4ТМ, Логика, Algodue, Circutor и т.д. Также поддерживаются счетчики с импульсным выходом. Это значит, что пользователю не требуется покупать дорогостоящие OPC-серверы, а подключиться к счетчикам можно прямо из инструментальной системы Trace Mode, которая распространяется также бесплатно. Для АСКУЭ/АСТУЭ в промышленности Trace Mode содержит бесплатные драйверы устройств релейной защиты, такие, как SEPAM, БМРЗ, а через встроенный OPC-клиент Trace Mode можно подключить к устройствам и других производителей (например, SPAC фирмы ABB).

Структура Trace Mode позволяет создавать АСКУЭ/АСТУЭ самого разного масштаба. От простейших, когда несколько счетчиков электроэнергии подключаются непосредственно к ПК через RS 232/485, до многоузловых, территориально распределенных систем с УСПД. 

Рис. 1. Простейшая АСКУЭ/АСТУЭ на базе Trace Mode 6

В самом простом случае к ПК на базе Trace Mode можно подключить до 32 счетчиков электроэнергии через RS-232 или до 1024 счетчиков через RS-485 (рис. 1). При использовании модемной связи число подключаемых счетчиков может составлять десятки тысяч. С каждого счетчика Trace Mode способна считывать необходимое число параметров (иногда по нескольку сотен на счетчик), а при необходимости и профили значений. Для более сложных распределенных систем можно использовать конфигурации с центральным сервером на базе ДокМРВ+ Trace Mode 6 и УСПД на базе МРВ+ или Micro Trace Mode (рис.2). Причем, если МРВ+ устанавливается на ПК (что в общем случае удорожает проект и увеличивает требования к микроклимату помещения), то УСПД на базе Micro Trace Mode может быть создано на базе надежного промышленного контроллера с расширенными системными ресурсами т.н. PAC-контроллера (Programmable Application Controller). Стоимость такого решения ниже, чем при использовании ПК, надежность выше, а функциональность для многих конфигураций практически одинакова. 

Рис. 2. Распределенная АСКУЭ/АСТУЭ на базе Trace Mode 6

Так, например, в Micro Trace Mode для контроллеров WinCON/WinPAC встроены драйверы счетчиков электрической энергии, кроме того, УСПД на платформе контроллеров может обеспечить сбор данных со счетчиков с импульсным выходом. Обмен данными с измерительными устройствами можно осуществлять как локально — через RS 232/485, так и удаленно —через модем или GSM-модем. Данные, поступающие от счетчиков, обрабатываются в УСПД, архивируются и передаются на центральный сервер на базе МРВ+ Trace Mode.

Уникальной особенностью Micro Trace Mode 6 GSM/GPRS+ для Wincon 8000 является встроенный операторский интерфейс в контроллере (embedded HMI). С его помощью разработчики могут создавать графические операторские панели, подключив дисплей непосредственно к VGA-порту контроллера. Графические возможности встроенного операторского интерфейса позволяют создавать качественные анимированные изображения мнемосхем систем учета, содержащие тренды, таблицы и формы просмотра отчетов тревог. С этих панелей можно конфигурировать счетчики: менять тарифы и временные зоны, включать/отключать потребителей.

Для передачи данных из УСПД энергодиспетчеру на операторский уровень (SCADA), созданный на базе МРВ+ Trace Mode, может быть использован практически любой интерфейс: сеть Ethernet, RS 232/485, модем (через выделенные и коммутируемые каналы связи), GSM-модем, по протоколу GSM (прямое соединение и SMS) и GPRS. Возможна посылка SMS на мобильные телефоны пользователей, энергоменеджеров или ремонтных бригад, а также предоставление им графического операторского интерфейса через программу Trace Mode SCADAMobile.

На центральном сервере в ДокМРВ+ данные, поступившие со счетчиков, можно поместить на единую шкалу времени (синхронизировать время счетчиков и УСПД), проконтролировать их достоверность, обработать, архивировать и визуализировать на экране ПК. Trace Mode содержит собственную высокопроизводительную промышленную СУБД РВ SIAD/SQL 6, а это значит, что при разработке АСКУЭ/АСТУЭ на базе Trace Mode не требуется покупать дорогостоящие реляционные СУБД третьих фирм, что снижает общие издержки на проект и уменьшает время возврата инвестиций. Конечно, решение об использовании или неиспользовании внешней реляционной СУБД в проекте принимает разработчик — Trace Mode позволяет записывать данные в наиболее распространенные СУБД, такие как MS SQL Server, ORACLE, MySQL, MS Access или Firebird.

Рис. 3. Визуализация информации на экране ПК в реальном времени

Trace Mode позволяет визуализировать информацию на экране ПК в реальном времени (рис. 3). При этом доступна информация по любому абоненту или по группе абонентов. Это дает возможность энергодиспетчеру принимать оперативные решения о снижении или перераспределении нагрузки, что особенно важно для систем АСТУЭ. При необходимости диспетчер может отключать абонентов щелчком мыши. 

Данные могут быть представлены на анимированных мнемосхемах, трендах или в таблицах с учетом произвольных тарифных интервалов. На них можно выводить любые параметры, измеряемые счетчиками: активную и реактивную мощности, параметры качества электрической энергии, перетоки, средние мощности на любых интервалах усреднения, профили параметров. Можно автоматически рассчитывать балансы электрической энергии, контролировать максимальные значения средней мощности и выдавать предупреждения диспетчеру при превышении лимитов, а также записывать аварийные и предупредительные сообщения в отчет тревог. Сообщения о событиях или записи диспетчеров могут передаваться на GSM-телефоны мобильных бригад.

Встроенный генератор отчетов, входящий в состав ДокМРВ+ Trace Mode, может формировать отчеты об энергопотреблении, качестве электричества, небалансах, внутрисистемных перетоках и т.д. Отчеты могут выводиться на печать или публиковаться на Web-сервере предприятия, где с ними могут ознакомиться уполномоченные сотрудники (отчеты имеют парольную защиту).

Универсальный характер Trace Mode позволяет создавать не только системы учета электроэнергии, но и комплексные системы автоматизированного учета ресурсов и энергоносителей, таких, как тепло, холодная и горячая вода, газ, пар, сжатый воздух и т. д. При желании системы учета на базе Trace Mode могут быть легко интегрированы в   АСДУ или АСУ ТП, а также обмениваться данными с ERP-системой предприятия.

Рис. 4. Начало разработки АСКУЭ/АСТУЭ: подключение счетчиков

Рис. 5. Настройка параметров переменных,считываемых из счетчика

Создаем АСКУЭ/АСТУЭ в Trace Mode

Для разработки системы учета в инструментальной системе Trace Mode (бесплатную версию инструментальной системы Trace Mode можно скачать или заказать на сайте АдАстры http://www.adastra.ru/products/dev/scada/) надо открыть новый проект, выбрав стандартный уровень сложности разработки. 

В разделе Источники/Приемники правой клавишей мыши создаем группу PLC. Еще одно нажатие правой клавиши мыши — и открывается обширный список встроенных драйверов Trace Mode. Выбираем, например, счетчик CE6850M производства Энергомера (рис. 4). Щелкаем правой клавишей еще раз и создаем две переменные (назовем их — VCPW и GRAPE): одна из них будет считывать из счетчика основные параметры — текущее напряжение и ток по фазам, а вторая — профиль суточных значений мощности. В параметрах переменных вводим код считываемого значения в соответствии со стандартом ГОСТ Р МЭК 61107—2001 (рис. 5).

Если нам надо подключить 32 счетчика, то просто растиражируем его объект в Навигаторе проекта. Настройка на источники данных на этом завершена. 

В нашем примере АСТУЭ включает один АРМ оператора и УСПД. Их надо создать щелчком мыши в разделе Система навигатора проекта - RTM для АРМ оператора и EmbeddedRTM для УСПД (рис. 6). 

Рис. 6. Создания узлов АРМ энергодиспетчера и УСПД в Trace Mode

Рис. 7. Настройка COM-порта при подключении счетчика

Если мы хотим подключить счетчики к УСПД по ветке RS 485, то следует создать и сконфигурировать последовательный порт в узле EmbeddedRTM. Еще раз щелкнем правой клавишей мыши на иконке узла EmbeddedRTM. Создадим и заполним открывшийся бланк COM-порта (рис. 7).

Теперь перетащим группу счетчиков из Источников/Приемников на узел EmbeddedRTM методом drag and drop, и они будут подключены к УСПД. На этом настройка системы на УСО завершена.

Далее правой клавишей мыши в разделе Шаблоны_экранов создадим экран мнемосхемы и нарисуем ее в открывшемся графическом редакторе TRACE MODE. Для разработки мнемосхемы можно использовать библиотеки электрических символов, входящие в состав Trace Mode. Атрибуты экрана можно связать с соответствующими переменными счетчиков. В итоге должна получиться следующая конфигурация (рис. 8).

Рис. 8. Проект АСТУЭ в инструментальной системе Trace Mode

Если требуется добавить в систему логическую обработку значений или вычислять расчетные величины, то это можно сделать в математических редакторах Trace Mode, где можно написать программу любого уровня сложности на пяти языках стандарта IEC 6-1131/3. Причем в одном проекте можно использовать программы, написанные на разных языках — визуальных и процедурных — как кому удобнее. На рис. 9 показан пример программ в редакторах Trace Mode, написанных сразу на двух языках — визуальном FBD и процедурном — ST.

Как уже упоминалось выше, Trace Mode имеет собственный генератор отчетов, в котором можно автоматически создавать иллюстрированные отчеты о работе АСТУЭ. Разработка шаблонов отчетов осуществляется также в инструментальной системе Trace Mode — в слое Шаблоны_документов (рис. 10). 

Рис. 9. Редакторы TRACE MODE позволяют писать программы любой сложности

на пяти языках стандарта IEC 6-1131/3.

Рис. 10. Встроенный генератор отчетов Trace Mode позволяет создавать

комплексные отчеты о работе АСКУЭ/АСТУЭ.

Средства представления информации в документах достаточно разнообразны — это текст, таблицы, графики, пай-диаграммы, гистограммы, рисунки и фотографии. В документ можно автоматически вставлять информацию о нештатных событиях, превышении лимитов, о действиях операторов и т.д. 

Разработка систем учета энергоресурсов в SCADA Trace Mode основана на отлаженной технологии, опробованной в десятках тысяч проектов. Trace Mode представляет собой законченный инструментальный продукт для разработки систем АСКУЭ/АСТУЭ, не требующий приобретения программ третьих фирм. В этой SCADA есть все: от драйверов счетчиков и устройств релейной защиты до средств визуализации, математической обработки, архивирования и документирования информации. Список бесплатных драйверов счетчиков, поддерживаемых в Trace Mode, достаточно обширен  (www.adastra.ru/products/drivers/) и постоянно расширяется. Компания Adastra Research Group, Ltd. ведет постоянную работу по расширению списка измерительных устройств для систем коммерческого и технического учета ресурсов.

Описание SCADA-системы TRACE MODE v.6 (компоненты среды)

TRACE MODE 6 (разработка Adastra Research Group, ltd) предназначена для автоматизации промышленных предприятий, энергетических объектов, интеллектуальных зданий, объектов транспорта, систем энергоучета и т.д. Масштаб систем автоматизации, создаваемых в TRACE MODE, может быть любым – от автономно работающих контроллеров и рабочих мест операторов (АРМ) до территориально распределенных систем управления, включающих десятки контроллеров и АРМ, обменивающихся данными с использованием различных коммуникаций – локальной сети, интранета/интернета, последовательных шин на основе электрических интерфейсов RS-232/485, выделенных и коммутируемых телефонных линий, радиоканалов и GSM/GPRS-сетей. Причем, благодаря наличию в составе TRACE MODE 6 компонентов T-Factory.exe, появляется возможность комплексной автоматизации управления как технологическими, так и бизнес-процессами производства для достижения высокой экономической эффективности и быстрого возврата инвестиций.
TRACE MODE 6 располагает встроенными драйверами, позволяющими подключать более двух тысяч четырехсот наименований устройств ввода/вывода– программируемых логических контроллеров, удаленных УСО, плат ввода/вывода и промышленных сетей. Поддержка спецификаций OPC DA и HDA, протоколов DDE и NetDDE, а также открытый формат драйвера ввода/вывода и возможность прямого обращения к динамическим библиотекам (DLL) средствами языка программирования ST определяют беспрецедентные возможности по включению в состав систем автоматизации, разрабатываемых в TRACE MODE, разнообразного оборудования, и обмену данными с внешними приложениями.
Системы, создаваемые в TRACE MODE 6, могут быть как информационно-измерительными (мониторинг), так и управляющими (НЦУ). Архитектура таких систем в свою очередь может быть как централизованной, так и распределенной, в зависимости от заданных требований.
Особое место отводится системам, использующим свободно-программируемые контроллеры (PC-based и/или PAC-контроллеры), поскольку в этом случае в TRACE MODE 6 применяется единый инструмент создания информационного и математического обеспечения как для АРМ верхнего уровня, так и для контроллеров, реализующих нижний уровень в иерархии систем автоматизации. Использование технологии автопостроения и подход к разработке проекта распределенной системы автоматизации как единого проекта существенно повышают производительность труда разработчиков систем, значительно уменьшая долю рутинных ручных операций и снижая количество ошибок, неизбежных в больших проектах.
Надежный и высокопроизводительный обмен данными между контроллерами и АРМ в TRACE MODE 6 обусловлен использованием логического сетевого протокола I-Net (поверх TCP/IP), или M-Link. Хранение и доступ к накапливаемой информации реализуются через мощную систему архивирования технологических параметров СУБД РВ SIAD 6.
Динамические характеристики и надежность создаваемого в TRACE MODE программного обеспечения позволяют применять разработанные системы автоматизации в таких отраслях промышленности, как нефтехимия, металлургия, энергетика, машиностроение, коммунальное хозяйство, пищевая промышленность, транспорт, а также при проведении научных исследований.
Программные продукты TRACE MODE 6 подразделяются на интегрированную среду разработки и исполнительные модули. Инструментальная система TRACE MODE устанавливается на рабочем месте инженера-разработчика АСУ и предназначена для создания системы автоматизации и отладки всех ее компонентов. Сохраняемое в файл с расширением *.prj описание создаваемой системы автоматизации является проектом TRACE MODE.
Исполнительные модули TRACE MODE предназначены для запуска проекта в реальном времени, т.е. для эксплуатации на действующем объекте автоматизации. Основным исполнительным модулем TRACE MODE для АРМ является монитор реального времени (МРВ), реализующий такие основные функции, как непрерывный сбор данных, их математическую обработку и визуализацию. Для запуска проекта в контроллерах используются исполнительные модули МикроМРВ, которые различаются по типу контроллеров (разрядность процессора, операционная система, использование сетевого взаимодействия и др.).
Каждому компьютеру/контроллеру, запускаемому под управлением исполнительного модуля в проекте TRACE MODE, сопоставлен отдельный узел. Максимальное количество узлов в проекте – 255. В рамках узла создаются каналы – основные информационные единицы для ввода и первичной обработки данных.
Каналы в рамках узла могут объединяться в группы, группы могут содержать подгруппы, образуя иерархическую информационную структуру произвольной вложенности. Каналы разделяются на классы в зависимости от типа обрабатываемых данных (например, для целочисленных – HEX16 и HEX32, для вещественных – FLOAT и DOUBLE FLOAT).
Каналы содержат атрибуты. Атрибуты каналов могут быть вычисляемыми в реальном времени и не вычисляемыми, общими и специализированными, т.е. отражающими специфику класса канала. Атрибуты канала, задаваемые при редактировании в ИС – это Базовое имя, Комментарий, Кодировка. Они являются общими атрибутами каналов всех классов.
Атрибуты «Верхний предел», «Нижний предел» – невычисляемые специализированные аргументы канала класса Float, атрибут «Достоверность» является вычисляемым атрибутом, индицирующим в реальном времени состояние обмена данными с аппаратурой для каналов класса HEX16 и Float. Значения невычисляемых атрибутов можно изменять в реальном времени, например, варьировать параметры внутренней обработки в канале класса Float с помощью атрибутов «Множитель» и «Смещение» для выполнения линейного преобразования – перехода от кодов АЦП к физическим величинам и т.д.
Различают два типа каналов – INPUT и OUTPUT. В общем случае каналы типа INPUT могут получать информацию от источников данных, каналы типа OUTPUT – посылать управляющие воздействия в приемники данных.
Источники и приемники данных описывают точки ввода-вывода, то есть связи с контроллерами, платами УСО, интеллектуальными датчиками и т.д. Каждая точка ввода-вывода может быть одним аналоговым сигналом или группой (до 16-ти) дискретных сигналов.
Связи с тэгами во внешних ОРС-серверах и программными компонентами по протоколам DDE/NetDDE также относятся к точкам ввода-вывода. Такие компоненты проекта как экраны, программы, связи с внешними реляционными СУБД и документы разрабатываются как шаблоны. Для связи шаблонов с атрибутами каналов используются аргументы. Вызов шаблонов в узлах проекта осуществляется с помощью специализированных каналов класса CALL (Вызов). Один шаблон может быть вызван многократно на разных узлах с передачей в аргументы различных атрибутов различных каналов. Допустимы связи между аргументами вызываемых шаблонов, если они заданы в рамках одного узла.
Для повторного использования в последующих проектах любых компонентов проекта – шаблонов экранов, программ, связей с СУБД, документов, источников/приемников и узлов в целом предназначена пользовательская библиотека.

В состав инструментальной системы TRACE MODE 6 входят:
1) Интегрированная среда разработки TRACE MODE 6 IDE.
2) Профайлеры – отладочные МРВ (файл rtc.exe – с поддержкой графических экранов, файл rtmg32.exe – без поддержки графических экранов).
3) Бесплатный набор драйверов устройств ввода-вывода.
4) Библиотека компонентов и набор ресурсов – обои, логотипы, анимации в каталоге Lib папки инструментальной системы.
5) Электронная документация (встроенная справочная система).
6) Демонстрационные проекты TRACE MODE (примеры систем автоматизации, основанные на имитации технологического процесса).
Создание проекта АСУ осуществляется в единой интегрированной среде разработки (ИС) TRACE MODE 6, работающей под управлением операционной системы MS Windows. Операции по созданию компонентов проекта, их редактированию и установлению взаимосвязей между ними выполняются в навигаторе проекта ИС. Разрабатываемый проект представляется в виде дерева компонентов. Создание дерева проекта облегчается применением различных технологий автопостроения.
При создании программ, экранов, связей с СУБД, документов и других компонентов вызываются соответствующие редакторы. Разработанные шаблоны могут быть применены для повторного использования, как в текущем проекте, так и в последующих при условии их сохранения в пользовательской библиотеке компонентов.
Запуск инструментальной системы TRACE MODE 6 производится двойным щелчком ЛК мыши по иконке «Trace mode» рабочего стола Windows или из меню «Пуск».
Конечным результатом работы инструментальной системы TRACE MODE 6 является набор файлов, предназначенных для исполнения задач АСУ в мониторах реального времени на АРМ и в контроллерах. В рассматриваемых далее случаях в качестве МРВ для АРМ будет использоваться профайлер с поддержкой графических экранов rtc.exe, а для контроллера – без поддержки графических экранов rtmg32.exe, расположенные в директории инструментальной системы TRACE MODE 6. Профайлер позволяет запускать на компьютере с установленной инструментальной системой один узел разработанного проекта. Узлы проекта, запущенные в отладчиках TRACE MODE 6 на разных компьютерах, могут обмениваться данными как по сети, так и по последовательным коммуникациям. На одном компьютере с несколькими сетевыми адаптерами, соединенными через hub или switch, можно одновременно запускать соответствующее количество узлов, обменивающихся данными по сети. На одном компьютере с несколькими последовательными портами, соединенными соответствующим образом (для двух– нуль-модемным кабелем), можно запускать также несколько узлов, обменивающихся данными по интерфейсам RS-232/485.

Заключение

SCADA система TRACE MODE по своей функциональности давно уже переросла рамки традиционной SCADA, и тем не менее SCADA это по-прежнему наиболее востребованная ее часть. Помимо обязательных для любой SCADA системы функций TRACE MODE® 6 имеет ряд особенностей, которые выделяют ее из общей массы аналогичных программных продуктов класса SCADA/HMI.

Прежде всего, это единая интегрированная среда разработки, объединяющая в себе более 10 различных редакторов проекта АСУ ТП и АСУП. Интегрированная среда разработки имеет бесплатную версию. Функции SCADA/HMI в TRACE MODE 6 так органично слиты с SOFTLOGIC системой программирования контроллеров и экономическими модулями T-FACTORY (MES-EAM-HRM), что зачастую трудно провести между ними четкую грань.

Незаменимым инструментом создания проекта в SCADA системе TRACE MODE 6 является уникальная технология автопостроения. Она позволяет несколькими движениями мыши создать связи между узлами распределенной системы управления (РСУ), между источниками данных SCADA и каналами, создать источники данных по известной конфигурации контроллера и т.п. В состав системы входят бесплатные драйверы для 2197 контроллеров и УСО.

Библиография

Лопатин А.Г., Киреев П.А. Методика разработки систем управления на базе SCADA системы Trace Mode.

Андреев Е.Б. Современные технологии автоматизации.

Пачкин С.Г. Интегрированные системы проектирования и управления.

Федорович О.Е., Прохоров А.В., Головань К.В. Системы промышленной автоматизации на основе технологии SCADA.

Маркарян Л.В. Компьютерные технологии управления с применением SCADA-системы TRACE MODE 6.

Пьявченко Т.А. Проектирование АСУТП в SCADA-системе.

Скороспешкин В.Н. Автоматизированные информационно-управляющие системы. Курс лекций. 2009.

Мезенцев А.А. Павлов В.М., Байструков К.И. Техническое и программное обеспечение лабораторного комплекса Организация пультов управления современных АСУ ТП. 2011.

Код для цитирования: Скопировать