Citect - новая SCADA-система на российском рынке и новые возможности

Citect - новая SCADA-система на российском рынке и новые возможности , канд. техн. наук, ЗАО "РТСофт", Москва

Представляется новый на российском рынке SCADA-пакет Citect австралийской фирмы CiTecgnologies для платформ Windows 95/NT. Он предназначен для создания как автономных приложений на одном узле, так и больших прикладных систем в различных отраслях промышленности, строительства, науки и образования.

Введение

Появление нового SCADA-пакета на российском рынке может вызвать некоторую досаду. Продуктов такого типа и так достаточно. При сложившихся требованиях к SCADA-системам трудно предложить что-то принципиально новое. Но не будем торопиться и начнем с истории. Примерно год назад на рынке SCADA-продуктов в Нидерландах появился новый мощный конкурентный продукт - SCADA - система Citect австралийской компании Ci Technologies. Еще три-четыре года назад он был известен только в Австралии. И за столь короткое время распространился по всему миру, демонстрируя высокий рост продаж, особенно в Европе (30% за последний год). Особенность компании Ci Technologies (Ci - Control Instrumentation) в том, что она не только разработчик SCADA - системы Citect, но и системный интегратор, действующий на австралийском рынке. В систему вложен весь опыт системной интеграции, и не только в собственно ПО, но и в "базу знаний", которая воплотилась в help-функциях, ноу-хау и решении проблем, связанных с 300 программируемыми контроллерами, поддерживаемыми этим пакетом. Таким образом, SCADA - система Citect - это программный пакет, созданный на основе большого опыта компании. Однако при всей важности этого факта, интересно познакомиться и с особенностями продукта. Уникальность его - в двух аспектах: возможности постепенных инвестиций в используемый продукт; чисто технических особенностях.

Особенности использования Citect

Семь раз отмерь, один отрежь - это назидание особенно актуально при выборе высокотехнологичных программных продуктов. Хотя бы потому, что первоначальные вложения в такой продукт достаточно высоки. Для разработки приложений в SCADA-системах необходима среда разработки (development), цена которой явно превосходит стоимость остальных компонентов SCADA-пакета, прежде всего, систем исполнения (run-time). Удивительно, но Ci Technologies предлагает пользователям систему разработки бесплатно, цена же систем исполнения сравнима с соответствующими компонентами других SCADA-пакетов. Одна из характеристик SCADA - системы Citect - гибкость, которая проявляется в нескольких чертах. Во-первых, для SCADA - системы Citect естественным является режим распределенной разработки приложений, поскольку часто необходима многопользовательская разработка в силу того, что создаваемые приложения далеко не просты (иначе можно было бы обойтись и без SCADA - пакета). Во-вторых, в SCADA - систему Citect заложено огромное многообразие подходов к разработке приложений, поскольку мера использования внутренних ресурсов системы разработки зависит от профессиональных навыков разработчика, от глубины понимания Windows-технологий, от требований проекта. Так, возможна разработка приложений без программирования вообще на основе поставляемых библиотек графических объектов, шаблонов, драйверов и т. д. Возможна и самостоятельная разработка новых компонентов приложений, и модификация базовых. В зависимости от профессиональных навыков разработчика, приложение можно создавать как с использованием языка SCADA - системы Citect, называемого Cicode, так и более знакомых, традиционных языков программирования (Visual Basic, C). Иногда сложно предусмотреть детальную топологию проекта с распределением функциональных возможностей на каждом узле. В SCADA - системе Citect предусмотрено простое наращивание дополнительных узлов проекта и возможность перераспределения их функций. Выполняются такие процедуры на уровне конфигурирования каждого узла. Указанные выше особенности особенно важны, когда SCADA-пакет используется впервые, поскольку не требуют больших финансовых вложений с одной стороны, а с другой - позволяют проанализировать все возможности системы (не демо-версии!).

Технические возможности системы

SCADA - система Citect используется как 32-разрядное приложение Windows NT, Windows 95 и 98. Сбор данных, формирование алармов и построение трендов может происходить одновременно с редактированием и компиляцией. Ядро SCADA - системы Citect является многозадачным ядром реального времени, с вытеснением задач по приоритетам. Оно обеспечивает равномерное выполнение всех приложений.

База данных реального времени приложения

Для каждого нового проекта автоматически создаётся файловая структура в формате dBase (dbf). Для хранения данных проекта (теги, начальные значения параметров и т. п.) инициализируется около 60 файлов. Эти файлы могут отдельно импортироваться в EXCEL для редактирования или документирования. Ничто не мешает вам редактировать dbf-файлы. Для тестирования разрабатываемой конфигурации в SCADA - системе Citect можно создать "электронный контроллер" ("memory PLC"), который эмулирует работу контроллера с помощью вводимых вручную тегов, и его работу можно проверить в системе исполнения. (runtime).

Архитектура клиент/сервер SCADA - системы Citect

В SCADA - система Citect сервер выполняет пять функций (рис.1): сервер ввода/вывода является выделенным коммуникационным сервером, организуя обмен информацией между устройствами ввода-вывода и узлом, выполняющим функцию визуализации (клиентом); cервер алармов непрерывно отслеживает данные, сравнивая их с допустимыми пределами и проверяя выполнение заданных условий, и непосредственно отображает все алармы на соответствующем узле визуализации; cервер отчётов генерирует отчёты по истечению определённого времени или при возникновении определённого события; cервер трендов собирает и регистрирует трендовую информацию, позволяя фиксировать развитие процесса в реальном времени или ретроспективно (исторически) в окне трендов или в файле; cервер синхронизации (тайм-сервер), который синхронизирует работу всех персональных компьютеров сети. Задача сервера ввода-вывода выполняется на одном компьютере (узле). Если в больших прикладных системах этот узел становится перегруженным, другие серверы (алармов, отчётов и трендов) могут устанавливаться на других узлах. А если и задача сервера ввода-вывода перегружает узел, то можно расширить число серверов ввода-вывода. Все узлы визуализации могут осуществлять доступ ко всем серверам через сеть. SCADA - система Citect поддерживает NetBIOS, TCP/IP и другие сетевые протоколы. Одновременно может выполняться несколько протоколов.

Сервер алармов

В SCADA - система Citect различаются четыре типа алармов: цифровые алармы, возникают в ответ на изменение состояния; аналоговые алармы, базируются на анализе выхода за указанные верхние и нижние пределы, изменяемом смещении, скорости изменения, описании уровня алармов. алармы с метками времени базируются на таймере, который работает в контроллере и регистрирует алармы с точностью до миллисекунд. Метка времени обычно используется для изучения тревожных ситуаций, когда одновременно возникает целый ряд алармов. С помощью метки времени можно выявить последовательность возникновения алармов; составные алармы, возникающие в результате событий или комбинации событий. Аппаратные алармы всегда регистрируются отдельно и визуализируются на отдельном дисплее алармов.

Сервер отчетов

Язык программирования Cicode поддерживает простой набор операторов, с помощью которых можно генерировать отчёт и задавать его шаблон. Значения времени хранятся в аккумуляторах языка CiCode - регистрах, которые кумулятивно запоминают такие переменные в виде количества часов работы или счётчиков. Таймеры и счётчики могут запускаться по некоторому событию, временно приостанавливаться и т. п. В окне редактирования отчётов задаётся имя отчёта и отчётный период (день, неделя и т. д.). Можно также задавать событие, которое запускает генерацию отчёта и уровень привилегированности пользователя, определяющий права пользователя на запуск генерации отчёта. Отчёты сохраняются на диске в файле. Файл последнего отчёта имеет расширение.001. Отчёты, естественно, могут генерироваться в EXCEL с помощью DDE-связей. В Citect есть и электронная почта, по которой отчёты могут посылаться, например, коллегам.

Резервирование

Ещё одним отличительным свойством SCADA - системы Citect является то, что среди стандартных функций здесь предусмотрено дублирование. Сервер ввода-вывода может дублироваться с помощью резервного сервера ввода-вывода (В/В), на котором выполняется та же самая прикладная задача. При отказе основного сервера резервный сервер продолжает работу без какой-либо потери информации. Могут также дублироваться серверы трендов, отчётов и алармов. Дублирование возможно и на уровне сети (рис.2). Это делается установкой в компьютере двух сетевых карт и организацией дублированной связи с контроллерами. Утилита "Computer setup" ("Установка компьютера") позволяет конфигурировать компьютер как узел визуализации (клиент), как основной или резервный сервер ввода-вывода, сервер алармов, трендов или отчётов. Она также позволяет конфигурировать временную синхронизацию и запрещение срабатывания определённых клавиш, например, в случае использования Alt-Tab, Ctrl-Esc или других клавиатурных кодов.

500 функций

В SCADA - системе Citect встроен гибкий язык программирования Cicode, сравнимый по возможностям с языками Pascal/C. Именно на нем написана сама SCADA-система. Cicode позволяет создавать программы любой степени сложности. Язык Cicode поддерживает, например, 40 операторов для управления алармами, операторы для управления коммуникационными портами, 19 операторов для работы с файлами, 18 SQL функций, 50 операторов для организации работы с трендами и множество других. Исходный файл на Cicode создается редактором и компилируется вместе с проектом. Это гарантирует быстрое исполнение прикладной программы. Проект всегда компилируется с системой исполнения. Во время компиляции проверяются все dbf-файлы, транслируется Cicode. В SCADA - системе Citect есть специальные функции для проверки производительности системы. Во время исполнения системы может активизироваться специальное ядро, которое поддерживает команды мониторинга контроллеров и сетевых взаимодействий, проверки загрузки центрального процессора, проверки ошибок и т. д.

Возможности HMI в SCADA - системе Citect

Графические объекты на дисплеях оператора можно построить с помощью Графического редактора (Graphics Builder). SCADA - система Citect поддерживает неограниченное количество окон - "страниц". Для их создания предлагается использовать библиотеку шаблонов. Для упрощения создания графических объектов на странице поставляются три библиотеки - объектов, "джиннов" и "суперджиннов". Объекты - это статические картинки, классифицированные по группам, таким как механизмы, резервуары, насосы и т. д. "Джинны" и "суперджинны" - это динамические объекты, к ним могут прикрепляться меняющиеся переменные. Для "джиннов" место на экране зафиксировано (например, ползунок на линейке со шкалой), а для "суперджиннов" - нет. "Суперджинны" могут открывать новое окно. Во время исполнения "суперджинн" может запускаться несколько раз. Каждое видимое окно является "потомком" со своими собственными переменными. Когда во время исполнения вызывается "суперджинн", автоматически создаётся окно-"потомок" с реальными значениями переменных. Такая процедура значительно ускоряет разработку сходных объектов. Эти объекты могут использоваться для любого другого клиента. После всех этих процедур компилируется прикладная задача. Во время компиляции графика запоминается, а программа на CiCode проверяется на наличие синтаксических ошибок. Установленный ранее проект де-инсталлируется и заменяется вновь созданным.

Новые технологии

В настоящее время для разработки систем автоматизации активно начинают применяться COM/DCOM-технологии, причем как квалифицированными разработчиками прикладного ПО, так и в предлагаемых на рынке инструментальных системах. Новые технологии в SCADA - системе Citect находят свою реализацию в виде: OPC-компонентов для подключения широкого спектра контроллерного оборудования и промышленных сетей стандартным, формально описанным способом (OPC-спецификация); ActiveX-объектов для расширения функциональных возможностей разрабатываемого приложения за счет уже разработанных и готовых к использованию программных компонентов.

Заключение

Итак, важными характеристиками SCADA - системы Citect являются следующие. Не требуется вложений в систему разработки. При этом допускается разработка прикладной системы многими пользователями одновременно. Гибкость использования инструментальных программных средств. Эта система предназначена для создания как автономных приложений на одном узле, так и больших прикладных систем, которые естественным, "бесшовным", образом могут быть расширены до сотен тысяч точек ввода-вывода и десятков персональных компьютеров. Встроенное резервирование позволяет качественно и легко решить проблему надежности функционирования системы. Язык Cicode позволяет создавать программы любой степени сложности. SCADA - система Citect - это мощный конкурентоспособный SCADA - продукт. У него сильные рыночные позиции, благодаря поддержке истинной структуры клиент/сервер, открытой архитектуре, а также богатым возможностям языка программирования CiCode и встроенной дублируемости. SCADA - система Citect обеспечивает дружественную систему помощи (help), основанную на богатом опыте компании Ci Technologies как системного интегратора. Все эти функции в сочетании с низкой стартовой ценой обеспечивают хорошее рыночное преимущество этого пакета.