Разделы:

Полезные cсылки:

"САРГОН"- воплощение преимуществ современных технологий программирования

В конце прошлого века в мире программирования произошла настоящая революция, связанная с внедрением объектной и компонентной технологий. Однако, перевернув весь программистский мир, они лишь всколыхнули поверхность в "стране" АСУТП. Знакомство с новейшими пакетами нескольких очень известных фирм разочаровывает новые технологии используются преимущественно в графических и цифровых интерфейсах, почти не повлияв на внутреннюю организацию систем. Однако, именно всестороннее использование современных методов системного программирования позволяет обеспечить новое качество для всех видов пользователей.

Рассмотрим подробнее какие преимущества для разработчиков и пользователей АСУТП предоставляет программный комплекс, всесторонне использующий современные технологии программирования.

Программный комплекс "САРГОН" реализует следующие современные технологии:

• объектный подход;
• компонентная структура;
• ресурсная загрузка конфигураций;
• технология "промежуточного слоя" с микроядром;
• непроцедурное программирование.

Объектный подход - мощная современная технология проектирования и программирования, разработанная в конце 80-х годов. К настоящему времени АСУТП в силу большой инерционности остается одной из наименее освоенных этой технологией областей. Он практически не используется в системах технологического программирования, а при организации управления "объектность" не поднимается выше уровня задвижки и регулятора. Преимущества объектного подхода в сравнении с функциональным доказаны как теоретически, так и 1 5 -летней практикой его использования.

В "САРГОН" активно используются такие преимущества объектной технологии как естественный параллелизм процессов, легкость расширения набора функций без изменения структуры системы (например, при переходе от информационной системы к управляющей), простота расширения системы при увеличении объема автоматизации объекта, эффективность тиражирования на аналогичные объекты.

Компонентная структура - современная технология построения программной системы из набора типовых элементов (компонентов). Для всех компонентов разрабатывается единый протокол взаимодействия с исполняющей системой, пользователями и другими компонентами.

При программировании конкретного компонента достаточно описать внутреннюю логику его работы и реализацию указанного протокола, а все взаимодействия с окружением реализует исполняющая система. Использование технологии существенно сокращает сроки разработки и увеличивает надежность программного обеспечения.

Компонентная структура широко используется во всех современных SCADA- пакетах, однако различные варианты OLE , на которых основаны большинство из них, недостаточно эффективны для крупных систем реального времени. При числе объектов более 1000 такие системы "захлебываются" даже на мощных компьютерах.

В "САРГОНе" OLE используется для организации внешних интерфейсов. Внутренний компонентный механизм имеет собственный эффективный протокол, обеспечивающий одновременную работу десятков тысяч компонентов с децисекундным циклом даже на P133, и до 2000 компонентов на контроллере с 386 процессором и 1 МБ ОЗУ. Такая эффективность не ограничивает разработчика в принимаемых технических решениях и позволяет нормально использовать в АСУТП уже установленную у Заказчика вычислительную технику.

Ресурсная загрузка конфигураций - современная технология, позволяющая оформить наиболее часто изменяемый код в виде файлов данных специальной структуры, называемых "ресурсными".

В "САРГОНе" реализован эффективный механизм динамической загрузки ресурсов во время выполнения задачи, обеспечивающий возможность контроля практически неограниченного объема информации на вычислителе с небольшим объемом памяти.

Использование ресурсов позволяет на всех PC- совместимых вычислительных узлах с одинаковой операционной системой исполнять одну и ту же базовую задачу, что резко увеличивает надежность работы ПО реального времени. Все различия в прикладных программах этих узлов полностью описываются файлами ресурсов.

Технология "промежуточного слоя"- современная технология, обеспечивающая высокую степень переносимости ПО путем создания в программной системе внутреннего системного слоя и максимальной локализации и стандартизации его взаимодействия с операционной системой.

Рис.1 Взаимодействие компонентовSCADA-систем

Система реального времени ТкА, составляющая основу комплекса "САРГОН", имеет трехслойную архитектуру с микроядром, реализующим системно-независимые службу времени и многопоточный механизм взаимодействия подсистем и компонентов.

Многослойная организация системы полностью изолирует технологическую логику работы прикладного ПО от используемых технических и низкоуровневых программных средств, обеспечивает высокую переносимость программного комплекса.

Рис 2. Структура системы реального времени ТкА

Непроцедурные языки - современное направление системного программирования, позволяющее сконцентрировать внимание разработчика на описании целей и правил, а не на последовательности действий по их реализации (т.е. описывается "что делать" вместо "как делать"). Использование непроцедурного языка обеспечивает максимально возможную простоту и понятность программ для разработчика-технолога, перенося сложности процедурной реализации на системный уровень, что сокращает трудоемкость и сроки разработки, увеличивает надежность ПО.

Наличие непроцедурных языков проектирования и программирования является большим преимуществом комплекса "САРГОН", но их более подробное рассмотрение не вписывается в рамки данной статьи.

Что дает "САРГОН" операторам-технологам

Единообразная объектно-компонентная структура системы обеспечивает простоту и естественность интерфейса с оператором-технологом. Основными преимуществами "САРГОН" для оператора-технолога являются:

Единообразность выполнения операций по управлению объектами всех уровней: от клапана до энергоблока в целом.

Универсальность автоматизированных рабочих мест: на одном АРМ могут выполняться все функции, предусмотренные РД 153-34.1-35.127-2002. Настройка функций осуществляется конфигурационным путем, что обеспечивает простоту внесения изменений.

Возможность гибкого использования всех АРМв зависимости от технологической потребности: любой АРМ может быть одним нажатием клавиши переведен в режимы: отображения мнемосхем, событийной станции, просмотра истории процесса и др. Смена режима занимает менее 1сек. При выполнении наиболее ответственных операций, например, при пуске, для дополнительного контроля может использоваться даже АРМ другой группы оборудования (соседнего энергоблока).

Полная свобода в определении объема контроля с вышестоящих уровней за ходом технологического процесса. Зона видимости индивидуально задается для каждого компонента-объекта. Просматривающие АРМ могут быть легко настроены на полный или выборочный контроль информации по каждой технологической установке.

Действуя в режиме "ассистирования" интерфейс системы реального времени обеспечивает простейшую реализацию требуемых переключений, но не навязывает их оператору. Например, при получении аварийного сообщения система предоставит возможность перехода на рекомендуемую "антиаварийную" мнемосхему за одно нажатие клавиши, но решение о переключении принимает оператор, т.к. несанкционированное воздействие системы на интерфейс может помешать противоаварийным действиям оператора.

Типизация компонентов позволяет легко перенастраивать интерфейс для конкретного Заказчика (например, для отображения состояний включен/выключен на одной половине объектов используют сочетание красный/зеленый, а на другой - наоборот).

Что дает "САРГОН" инженерам-технологам Заказчика:

Легкость понимания технологических программ, написанных на максимально естественном для технолога непроцедурном языке.
Возможность самостоятельной модификации технологических программ при изменении технологии производства.
Возможность полномасштабной проверки технологических программ управления любого объекта (от клапана до энергоблока включительно) на одном компьютере. Для проверки используется уникальная система отладки и моделирования, включенная в состав "САРГОН", которая обрабатывает непосредственно код, подготовленный для выполнения в реальном времени. При этом не требуется никакого дополнительного программирования.

Что дает "САРГОН" инженерам, обслуживающим АСУТП:

Простоту контроля и управления работой АСУТП : с точки зрения "САРГОН" все элементы АСУТП (вычислительные узлы, базы данных, каналы связи, модули УСО и т.п.) являются такими же объектами-компонентами, как и задвижка или аналоговый параметр, поэтому процесс контроля и управления работой АСУТП с инженерной станции практически не отличается от управления работой технологического оборудования с АРМ оператора-машиниста.
Удобство настройки, которое предопределяется компонентной структурой системы с ресурсным конфигурированием компонентов.
Простоту модификации, основанную на единой базе данных проекта, средствах автоматического конфигурирования и тестирования.
Возможность комплексной проверки правильности работы системы в сборе перед внедрением, которая обеспечивается развитыми средствами тестирования и ресурсной формой кода, предоставляющей возможность внешнего контроля.
Контроль за изменениями в конфигурациях и работе ПО, который обеспечивается развитыми средствами информационного тестирования "САРГОН".

 
  Что дает "СAРГОН" системным интеграторам:

Вам не нужно заваливать своих разработчиков бесконечно теряющимися и противоречивыми бумажками с описанием сигналов проекта - ЕДИНСТВО ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ обеспечит непротиворечивость и целостность на всех этапах: от описания объекта до работы модулей реального времени после ввода системы в эксплуатацию.

Вашим технологам и алгоритмистам не нужен английский - язык разработки технологических алгоритмов - РУССКИЙ, построенный на основе МЭК1131.3

Вам НЕ ПОТРЕБУЮТСЯ ПРОГРАММИСТЫ для разработки - для них просто нет работы.

Вашим разработчикам не придется сидеть и выстраивать БЕСКОНЕЧНЫЕ ЦЕПОЧКИ "Канал - Сигнал - Элемент отображения", допуская при этом все мыслимые и немыслимые ошибки - компонентная структура SCADA "TkA" позволяет создавать типовые технологические модели объектов автоматизации, которые связываются с изображением элементов на мнемосхемах (таким образом например если вы решили, что закрытая задвижка должна на мнемосхемах быть серой, а не черной, как вы уже сделали, достаточно в описании типового изображения задвижки изменить одно свойство [ в состоянии "ЗАКРЫТО" поставить цвет изображения "Серый" ] и все задвижки выбранного типа на всех мнемосхемах проекта в закрытом состоянии будут закрашиваться серым цветом).

Вам не потребуется подробная разработка различных оперативных и неоперативных АРМов - различие в функциональных особенностях рабочих мест (например способность осуществлять оперативное управление) задается просто как параметр в конфигурации SCADA- системы.

Никогда еще СОЗДАНИЕ ТИПОВЫХ ПРОЕКТОВ не было так просто - вы просто копируйте проект в новую директорию, вносите только необходимые изменения, затем запускаете автоматическое конфигурирование и новый проект готов (по опыту трудозатраты составляют не более 10-15% от первоначальных).

Вам не придется начинать весь проект заново если ваш новый проект отличается от уже сделанного только типом контроллера или если заказчик в последний момент решил сменить тип контроллера - ВЫБОР ТИПА КОНТРОЛЛЕРА и привязка сигналов к нему - одна из последних стадий разработки и может быть с легкостью повторена для другого типа контроллера.

Рис.3 Этапы разработки мнемосхем

Вам не потребуется продумывать и разрабатывать АСУТП с использование различных типов промышленных сетей, устанавливать специальные ДОРОГОСТОЯЩИЕ ТИПЫ СЕТЕЙ для ответственных участков - все вычислительные узлы и контроллеры оперативного контура связываются по обычной сети EtherNet , так как "САРГОН" имеет встроенную подсистема гарантированной доставки сообщений. При создании АСУТП верхнего уровня используются стандартные технические средства и сетевые операционные системы .

При сопровождении проектов Вам не придется добавив на мнемосхему один лишний параметр или клапан без конца ездить на объект, пытаясь установить новую конфигурацию, и удивляться, "почему все это теперь не хочет работать, хотя я изменил такую ерунду" - мы предлагаем InfAtest - средство для проверки соответствия новой и предыдущей конфигурации. Реализуется принцип "ПРИЕХАЛ - УСТАНОВИЛ - РАБОТАЕТ".

Если Ваш объект автоматизации не влезает в один контроллер, то теперь Вам не придется ломать голову из-за невозможности проверить правильность написанных Вами алгоритмов его работы - Abtester позволит проверять и отлаживать работу систем управления любых технологических объектов до КРУПНОГО ЭНЕРГОБЛОКА включительно одновременно и на одном компьютере, независимо от того где они размещаются в реальной АСУТП.

В подавляющем большинстве случаев системный интегратор работает со средствами автоматизации одного производителя. Переход на новые средства автоматизации или на продукцию другого производителя сопряжен с огромными трудностями, так как при этом теряются в значительной части все предыдущие наработки и типовые проекты автоматизации приходится создавать заново. Использование "САРГОНА" делает системного интегратора как бы "всеядным". Переход на новое поколение средств автоматизации или на контроллер любого производителя требует минимальных затрат, и при этом все ваши наработки, типовые проекты и т.п. будут готовы для использования. Это существенно повышает конкурентоспособность Вашей компании и дает возможность использовать самые современные решения и технические средства для создания АСУТП.

 тел.: (495)361-23-34, факс.: (495)361-23-34 доб.109, e-mail: mail@nvtav.ru

НВТ-Автоматика, 2011