SCADA системы
ющие аппаратные средства:
. COM - порты.
В этом случае контроллер или объединенные сетью контроллеры
подключаются по протоколам RS-232, RS-422, RS-485.
. Сетевые платы.
Использование такой аппаратной поддержки возможно, если
соответствующие контроллеры снабжены интерфейсным выходом на Ethernet.
. Вставные платы.
В этом случае протокол взаимодействия определяется платой и может быть
уникальным. В настоящее время предлагаются реализации в стандартах
ISA, PCI, CompactPCI.
Прикладные протоколы, используемые для организации взаимодействия с
контроллерами, оставлены за границей этой книги.
Серверы ввода/вывода в InTouch
При функционировании InTouch - приложения в реальном времени информация обо
всех его переменных хранится в базе данных. К такой информации относятся
имя переменной, ее тип, минимальное и максимальное значения, уставки,
способ отображения (дисплей, журнал) и т. д., а также информация о
коммуникационных каналах, по которым происходит обмен данными между
технологическим процессом и приложением.
InTouch - приложение поддерживает взаимодействие с DDE и OPC-серверами.
Именно на организации взаимодействия с ними и остановимся ниже.
Поддерживаемые коммуникационные протоколы
DDE (Dynamic Data Exchange - динамический обмен данными) представляет собой
коммуникационный протокол, разработанный компанией Microsoft для обмена
данными между различными Windows - приложениями. Этот протокол реализует
взаимосвязи типа клиент - сервер между двумя одновременно исполняющимися
программами.
В InTouch поддерживается также пакетированный DDE - обмен - FastDDE.
Применение последнего заметно повышает эффективность и производительность
обмена данными благодаря уменьшению общего количества DDE - пакетов,
которыми клиент и сервер обмениваются между собой. Но принципиальные
недостатки, связанные с надежностью и зависимостью от количества
загруженных в текущий момент приложений Windows, остались. Необходимость в
появлении более совершенного технологичного протокола созрела! Но следует
отметить, что отказ от DDE-механизма происходит не мгновенно хотя бы
потому, что в мире наработано большое количество DDE - серверов.
С целью расширения возможностей стандартного протокола DDE на локальную
сеть компания Wonderware предложила NetDDE. Он позволяет приложениям,
запущенным на объединенных в локальную сеть компьютерах, вести DDE - обмен.
Позднее NetDDE лицензируется компанией Microsoft и поставляется в
дистрибутивном пакете Windows. Следует отметить и то, что NetDDE допускает
обмен информацией между приложениями на IBM PC и приложениями на машинах
другого типа с операционной системой VMS или UNIX. Компания Wonderware
предлагает и инструментальные средства для разработки DDE-серверов, в том
числе и для не-Windows-платформ.
Протокол SuiteLink был специально разработан фирмой Wonderware для того,
чтобы удовлетворить таким требованиям, как целостность данных, высокая
производительность и простота диагностики. В основе протокола SuiteLink
лежит протокол TCP/IP. SuiteLink не является заменой протоколам DDE,
FastDDE и NetDDE. Новый протокол разработан для поддержания
быстродействующих промышленных систем и обладает следующими
характеристиками:
. Передача данных осуществляется в формате VTQ (Value, Time, Quality -
значение, время, качество), в соответствии с которым каждая
пересылаемая клиенту единица информации сопровождается метками времени
и качества данных.
. Благодаря системному монитору операционной системы Windows NT
(Performance Monitor) стал возможным расширенный анализ
производительности по передаче данных, степени загрузки сервера,
степени потребления ресурсов компьютера и сети, что особенно важно для
проектирования и сопровождения больших распределенных промышленных
сетей.
. Поддержка обмена данными между приложениями происходит независимо от
того, исполняются ли эти приложения на одном узле сети или на разных.
Для реализации функций OPC - клиента Wonderware предлагает OPCLink -
сервер, преобразующий OPC в SuitLink - протокол.
В материалах, предложенных компанией Wonderware, отмечается, что
большинство реализованных OPC-серверов создают для каждого подключаемого к
серверу клиента новый канал связи или нить. Для текущей обработки каждого
клиента сервер должен переключаться между нитями. Каждая нить использует
DCOM (Distributed Component Object Model) для организации обмена данными, и
DCOM также управляет переключением нитей. В итоге возможна достаточно
низкая производительность в сети.
Тесты, проведенные фирмой Wonderware, показали, что при обслуживании OPC-
сервером 7 клиентов (при передаче 4 целых чисел в режиме обновления) сервер
на 95% занимал ресурсы CPU. Это означает, что ресурсы компьютера
практически целиком были заняты переключением нитей и DCOM- процедурами.
Поэтому на текущем этапе параметры производительности протокола SuiteLink
превосходят параметры DCOM. Поставляемый в комплекте FactorySuite
(Wonderware) OPCLink Server обеспечивает прием информации с OPC- сервера и
передачу ее по протоколу SuiteLink в SCADA - систему InTouch и наоборот.
Именно OPCLink Server рекомендуется устанавливать на одном узле с OPC-
сервером, чтобы для сетевых передач использовался SuiteLink- протокол, а не
DCOM (рис.7).
|[pic] |
|Рис. 7. Использование SuiteLink - протокола в SCADA - системах. |
Все описанные ниже особенности адресации распространяются и на OPC-серверы
с одним лишь ограничением. При разработке InTouch - приложения создается
канал связи с OPCLink - сервером (как с любым другим SuiteLink - сервером).
Но рекомендуется использовать встроенный в InTouch OPC Browser для
упрощения выбора параметров конфигурации подключаемого OPC - сервера.
Особенности адресации в InTouch
В InTouch вышеуказанные механизмы положены в основу обмена данными между
приложениями InTouch и DDE и SuiteLink - серверами, которые, в свою
очередь, связаны коммуникационными каналами с устройствами нижнего уровня
(контроллерами).
Так как InTouch предназначен для разработки и поддержания интерфейса сбора
данных и диспетчерского управления (рис.8), среда исполнения WindowViewer
при взаимодействии с контроллерным уровнем выступает, как правило, в роли
приложения - клиента (узел View), запрашивающего данные у приложения -
сервера (I/O Server).
|[pic] |
|Рис.8. Обмен данными между InTouch - приложением и технологическим |
|процессом. |
Через сервер ввода/вывода InTouch - приложение имеет возможность читать
данные из контроллера или писать данные в него. Процесс обмена информацией
InTouch - приложения с контроллером можно представить следующей схемой
Здесь и встает один из главных вопросов организации обмена с серверами
ввода/вывода: каким образом обеспечить клиенту доступ к запрашиваемой им
информации?
Для организации обмена с приложением определяются каналы обмена или каналы
доступа, характеризующиеся следующими параметрами:
. имя узла (Node Name);
. имя приложения ( Application Name );
. имя группы данных или топик (Topic Name );
. имя элемента ( Item Name ).
Имя приложения - это имя программы Windows, которая выполняет функции DDE,
FastDDE, SuiteLink - серверов. Имя группы данных (топика) определяется при
конфигурировании сервера на прием или передачу группы данных, которыми
сервер будет обмениваться с контроллером или объединенными в сеть
контроллерами. Определенные параметры группы (топика) зависят от
конкретного сервера (поэтому рекомендуется изучать документацию и
справочную систему выбранного сервера). Например, при использовании Modbus
- сервера, позволяющего обеспечить взаимодействие с контроллером Modicon
Micro 984 PLC, в качестве имени приложения (Application Name) должен быть
Modbus, в качестве имени группы или топика (Topic Name) вводится любое имя
(текстовая строка), но среди необходимых параметров группы из списка
выбирается имя контроллера Modicon 984 PLC. А в качестве имени элемента
(Item Name) следует выбирать название конкретного регистра контроллера
(например, 40001 для контроллера Modicon Micro 984). Чтобы узнать
правильный синтаксис имени элемента, необходимый для конкретных PLC, нужно
обратиться к руководству по соответствующему серверу.
Определены все компоненты коммуникационного канала. С учетом введенных
понятий схема обмена информацией для рассмотренного выше примера будет
выглядеть следующим образом (рис.9).
|[pic] |
|Рис. 9. Обмен информацией на примере Modbus - сервера. |
Фирма Wonderware предлагает DDE и SuiteLink - серверы, которые поддерживают
более 800 типов контроллеров основных производителей и различные протоколы.
Если нужного драйвера все-таки нет, можно воспользоваться пакетом
разработки драйверов FactorySuite Toolkit.
Схемы, приведенные на рис. 9, интерпретируют стандартный обмен информацией
между узлом (приложением) View и контроллером (ПЛК) в режиме сбора данных и
управления. В этом режиме, как уже было сказано выше, приложение View -
клиент по определению.
Обмен данными с другими приложениями
Но приложения InTouch могут взаимодействовать не только между собой, но и с
другими Windows - приложениями. Одним из известных примеров такого
приложения является Microsoft Excel. InTouch - приложение может считывать и
записывать какие - либо значения в любую клетку открытой в Excel
электронной таблицы. Аналогично и программа Excel может читать и записывать
информацию в базу данных InTouch - приложения. Данный механизм обеспечивает
одно
| |  скачать работу |
SCADA системы |
