Н. Н. КУЛЬМАН
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ ЕДИНООБРАЗНОГО ПОДХОДА К СОЗДАНИЮ ПРИЛОЖЕНИЙ, УПРАВЛЯЮЩИХ РАБОТОЙ ГАЗОВЫХ УСТАНОВОК УСКОРИТЕЛЯ ЕВРОПЕЙСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (ЦЕРН)
В работе рассматриваются некоторые аспекты создания унифицированных систем управления для газовых установок в европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН).
Основная деятельность ЦЕРНа сосредоточенна вокруг создания большого адронного ускорителя LHC (Large Hadron Collider). Этот ускоритель будет использоваться для проведения 4 основных экспериментов (ALICE, ATLAS, CMS и LHCb), для работы которых задействована 21 газовая система. С целью облегчения разработки программного обеспечения систем контроля и управления этими системами, а также его дальнейшего развития и поддержки решено использовать единый подход к созданию программного обеспечения для этих систем.
С целью решения данной задачи ведется разработка единого каркаса приложения (GCS (Gas Control System) Framework [1]). Каркас состоит из базы данных, содержащей всю информацию о газовой системе и её объектах, наборы шаблонов для PLС-контроллеров (Programmable Logic Controller, - программируемый логический контроллер) и SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition, - диспетчерское управление и сбор данных, (название класса систем для комплексной автоматизации промышленного производства)). В каркас также включены скрипты для создания на основе параметров из БД и шаблонов полноценного приложения.
Планируется, что создание конечных прикладных систем будет проходить полностью автоматически или, в крайнем случае, с небольшим участием человека. Это даст возможность сосредоточить усилия по исправлению возможных ошибок или обновлению программного обеспечения целиком внутри каркаса приложения.
Шаблоны, по которым создаётся код для PLC, должны, с одной стороны, содержать код для создания всех необходимых объектов для различных типов используемых контроллеров, а с другой – логику приложения. Для шаблонов более высокого уровня применяется аналогичный подход. Конфигурационные скрипты создают БД и верхний уровень системы диспетчерского управления. При этом PLC могут «общаться» и передавать данные как между собой, так и с системой верхнего уровня. Такой подход позволяет полностью переложить решение ряда задач и реакцию на некоторые события (принятие решений) на контроллеры PLC (автоматический режим работы), оставляя при этом оператору возможность в любой момент времени перейти на ручное управление системой.
В процессе создания каркаса приложений были учтены результаты разработки системы управления криогенными установками, что позволило сократить время разработки за счёт повторного использования кода и обмена опытом решения сходных задач.
Для большей универсальности GCS Framework применяется модульный подход, при котором для конечного приложения, в зависимости от типа задачи, могут быть задействованы различные компоненты. Каркас состоит из элементов пользовательского интерфейса, библиотек скриптов для связи этих элементов с оборудованием и организации взаимодействия компонентов друг с другом.
Одной их основных библиотек является библиотека объектов, использующихся в газовых установках (насос, смеситель и очиститель газов, вентили, статусные слова и т. д. [2]). Библиотека также включает в себя набор визуальных образов, сопоставляемых с различными состояниями объекта, модули обработки различных событий и процессов (включение, выключение, переходные состояния), модули, обеспечивающие взаимодействие с пользователем и изменение настроек оборудования, и актуализацию изменений в PLC.
Таким образом, использование единообразного подхода, модульности и создание каркаса приложений позволяют значительно сократить объём работы по созданию 21 системы управления газовыми установками ускорителя ЦЕРНа.
Список литературы
1. http://itcofe. web. cern. ch/itcofe/Projects/LHC-GCS/
2. http://detector-gas-systems. web. cern. ch/detector-gas-systems/HomePage/homePage. htm
