С.В. ЗОЛОТАРЕВ (НЦ “Науцилус”)

Интегрированная среда АСУТП WizFactory.

        В течение долгого времени считалось, что для АСУТП должны использоваться только операционные системы (ОС) реального времени (такие как QNX) и SCADA-пакеты на их основе (RealFlex, Sitex). Однако сейчас отчетливо видно, что существует класс объектов, где не требуется “жесткое” реальное время и с успехом могут применяться офисные ОС и базирующиеся на них SCADA-пакеты. При анализе рынка таких систем за рубежом обращает на себя внимание появление нового сильного “игрока” на поле SCADA-систем – пакета Wizcon/WizFactory, являющегося не просто SCADA-пакетом, а интегрированной средой. О высоком качестве этого пакета говорит, например, получение одной из составляющих этой среды – Wizcon for Internet сертификата соответствия от Sun Microsystems, Inc., удовлетворяющего языку Java на 100 %. Такой сертификат для SCADA-системы выдан впервые. Несмотря на то что Wizcon пока практически неизвестен в России, в мире он достаточно популярен: установлено более 3 500 систем с 20 000 операторских станций; подготовлена русская версия Wizcon с документацией на русском языке.

        Интегрированная среда WizFactory разработана фирмой PC Soft International, Inc. (Израиль, США) и представляет собой совокупность взаимосвязанных программных средств, на современном уровне решающих многообразие задач АСУТП; WizFactory включает в себя следующие компоненты: SCADA-пакет Wizсon, WizPLC – средство программирования контроллеров в стандарте IEC 1131-3, WizSQL – интерактивный доступ к базам данных (БД), Wizcon for Internet – доступ к SCADA-системе по Internet/Intranet, WizView – средства простого мониторинга (без управления), WizDCS – средство управления непрерывными процессами.

        Многоплатформная система Wizcon реализована для Windows NT/'95, OS/2 Warp и MS-DOS. Однако наиболее перспективна реализация Wizcon 7 для Windows NT. Система Wizcon 7 – это полностью 32-разрядная программа, использующая все достоинства Windows NT. Внутренняя архитектура Wizcon 7 реализует многозадачный режим и многонитевые механизмы. Обмен данными между модулями Wizcon базируется на событийном протоколе. Система Wizcon никогда не предпринимает ненужных сканирований БД реального времени. Когда только некоторые данные (тэги, т.е. точки БД, или тревоги) изменяют состояние или значение, ядро WizPro посылает обновления другим клиентам. Такая клиент-серверная архитектура позволяет оптимизировать ресурсы компьютера и процесс обработки и достигать высокой производительности даже в больших системах, построенных на базе Wizcon. Например, пакет Wizcon способен регистрировать вплоть до 10 000 одновременных изменений данных и статусов тревоги. Ядром Wizcon является компонента WizPro, обеспечивающая унифицированные интерфейсы для взаимодействия различных частей интегрированной среды: VPI – виртуальный интерфейс контроллеров; VNI – виртуальный сетевой интерфейс, базирующийся на стандартных сетевых протоколах (NetBios, IPX/SPX, TCP/IP); VFI – виртуальный файловый интерфейс, связывающий Wizcon с внешними приложениями, поддерживая различные форматы; интерфейсы SQL/ODBC, которые отвечают за доступ к системам управления базами данных (СУБД), например, ORACLE и Sybase.

        Wizcon – это открытая система, поддерживающая более 100 функций API (прикладного интерфейса программирования); API Wizcon может использоваться в программах на языках Visual Basic и C++ в тех случаях, когда необходимо интегрировать Wizcon с существующим программным обеспечением, или применяется для реализации специфических функциональных требований и алгоритмов конечных пользователей. Wizcon поставляется с пакетом разработки (Software Development Toolkit), который включает в себя библиотеки, примеры и электронную документацию для Visual Basic и C++. Эта открытость позволяет удовлетворять даже очень сложные запросы конечных пользователей и находить великолепные программные решения.

        Как и для любого ПО в среде MS Windows ('95/NT), первое, с чем сталкивается пользователь, – это графические возможности пакета (рис. 1). Функции рисования Wizcon базируются на векторной графике, помогающей реализовать мультипликацию, а также преобразования, которые не могут осуществляться в растровой графике: вращение, заполнение многоугольных объектов любой формы, масштабирование и пр. Пространство для рисования Wizcon значительно больше размера экрана и позволяет показать весь процесс или даже завод на одной картинке. Гибкий подход к графическому представлению объекта, реализованный в Wizcon, дает возможность упростить разработку и модификации изображения, поскольку все изменения можно делать на одной большой картинке. Для того, чтобы двигаться по картинкам (образам), Wizcon позволяет разбить все изображение на зоны, между которыми можно быстро переключаться. Как только картинка загружена в память, переключение между зонами происходит очень быстро и не требует загрузки новой графики с жесткого диска. Например, очень полезна функция масштабирования графических изображений (Zoom).

        Во многих приложениях требуется предоставить оператору общий план завода, который содержит лишь наиболее важные детали о происходящей деятельности. Когда обнаруживается какая-либо проблема или требуется вмешательство, оператор должен увеличить масштаб отображения интересующей части завода, чтобы предпринять соответствующие меры. Это легко осуществляется путем динамического изменения масштаба благодаря слойной структуре образов Wizcon. Динамическое изменение масштаба дает возможность представлять дополнительные параметры и детали оператору всякий раз, когда он его меняет. Этот подход упрощает взаимодействие с системой и позволяет оператору быстро реагировать на аварийные ситуации. Чтобы упростить разработку графики, Wizcon обеспечивает представление более 500 встроенных стандартных объектов: насосов, двигателей, клапанов и других, которые могут использоваться в любом приложении. Кроме того, пользователь может создать новые графические библиотеки или модифицировать стандартные объекты Wizcon.

        Графические объекты Wizcon (группы) включают в себя не только графику, но и параметры конфигурации, связанные с объектами; объект – графику, мультипликацию и связанные с ним тэги и определения тревог. Такое построение позволяет разрабатывать SCADA-приложения сверху вниз и создавать стандартизованные и многократно используемые объекты. Эффективное применение графических библиотек Wizcon обеспечивает быструю разработку сложной графики и стандартизацию изображений. Пользователь может открыть до 20 окон Wizcon в одном рабочем пространстве. Эти окна могут содержать графические изображения, сводки тревог, диаграммы и отчеты. Все окна обновляются одновременно ядром Wizcon – WizPro. Пользователь может наблюдать любую комбинацию графических изображений, сводок тревог и диаграмм. При необходимости можно создать и сохранить шаблоны сложных изображений, содержащие комбинации трендов, мнемосхем и сводок тревог. Пакет Wizcon обеспечивает высокую гибкость при отображении различных типов данных – как реальных, так и исторических; поддерживает электронные, исторические и X-Y-диаграммы. В одном окне диаграмм может отображаться до 16 параметров с разрешением до 10 мс, и оно может содержать данные в реальном времени или исторические за несколько дней и даже за месяц, причем пользователь имеет возможность переключаться между электронным, историческим и X-Y-режимами.

        Сигнализатор Wizcon (сводки тревог) допускает отображение тревог в реальном времени и по данным предыстории. Пользователь может предусмотреть гибкие фильтры, отображение, сортировку или классификацию тревог согласно приоритету, зоне и другим параметрам. Текст тревог динамический и содержит данные в реальном времени для того, чтобы точно отобразить параметры процесса в момент наступления тревоги. Одно и то же окно сигнализатора может отобразить электронные и исторические тревоги, и оператор может переключиться между этими двумя режимами.

        Wizcon обеспечивает продуманный механизм разграничения доступа, включающий до 32 пользовательских групп и до 500 пользователей. Этот механизм позволяет установить права доступа к тому или иному приложению различным пользователям. Привилегированные пользователи могут изменять конфигурацию системы или получить доступ к ключевым параметрам процесса, тогда как простые пользователи имеют ограниченный доступ к параметрам процесса и не могут модифицировать конфигурацию системы.

        Сетевая архитектура дает возможность постепенно строить и расширять приложение Wizcon. Отдельные его станции могут подключаться к сети без какого-либо изменения в конфигурации приложения. В сетевой конфигурации тэги и тревоги доступны на всей сети. Например, тревоги можно подтверждать с любой станции Wizcon в сети, значения тэгов также могут отображаться и редактироваться на любой станции. Поскольку сетевые объекты вроде тэгов и тревог определены на главной SCADA-станции, нет необходимости дублировать их определения на других сетевых станциях. Этот подход обеспечивает расширение сетевого приложения Wizcon и добавление дополнительных рабочих станций с минимальными затратами труда и времени.

        Система Wizcon имеет встроенный механизм горячего резервирования (hot-backup) для тех SCADA-приложений, которые весьма критичны к надежности (рис. 2). Эта конфигурация Wizcon предназначена для повышения надежности систем с одной SCADA-станцией, к которой подключены программируемые логические контроллеры (ПЛК) и внешние устройства. В таких конфигурациях без резерва любой отказ центральной SCADA парализует всю систему; Wizcon автоматически переключается с основной станции на резервную, если обнаруживается отказ на основной станции, и продолжает обновление данных на других станциях сети. Эта конфигурация обеспечивает целостность данных реального времени и исторических данных и предотвращает их потерю.

        Сервер Wizcon является специальным узлом, который позволяет собирать данные с нижнего уровня управления заводом и передавать их в систему мониторинга Wizcon и БД (рис. 3). Он помогает избежать перегрузки

        SCADA-узлов и повышает общую производительность системы. Сервер Wizcon – эффективное решение для крупномасштабного приложения, уменьшающее к тому же стоимость системы в целом.

        Рассмотрим вкратце другие компоненты интегрированной среды WizFactory. WizPLC позволяет интегрировать средства программирования контроллеров и SCADA-приложения Wizcon в одну систему, подсоединить SCADA Wizcon к шине, к которой подключены ПЛК, и разрабатывать управляющие логические программы на пяти языках программирования в стандарте IEC 1131-3 (рис. 4). С помощью WizPLC можно проектировать и многократно использовать готовые функциональные блоки и алгоритмы во многих проектах, что сокращает сроки разработки и уменьшает число ошибок; WizPLC выполняется под Windows NT в классе приоритета реального времени и гарантирует точное время сканирования и быстрый отклик. WizPLC поддерживает следующие популярные “полевые” шины: Profibus, Interbus-S, Device Net, CAN Open, SDS, Lonworks и Foundation Fieldbus и некоторые другие, находящиеся в стадии разработки.

        Wizcon for Internet служит для включения в традиционное SCADA-приложение сети Internet/Intranet, позволяет экспортировать картинки Wizcon и другие изображения в коде Java и отображать графику Wizcon с помощью любого Java-браузера вроде Microsoft Explorer или Netscape Navigator. Это дает инженерам и операторам возможность регистрироваться в SCADA-системе с любого удаленного компьютера с использованием через Internet или Intranet, наблюдать и управлять процессом через стандартный браузер.

        WizSQL позволяет передавать данные в реальном времени между Wizcon и любой системой DBMS, использующими стандартные драйверы ODBC. Команды WizSQL могут быть сформированы посредством любого стандартного редактора ASCII, применяя синтаксис SQL. Использование обычного синтаксиса SQL и событийно-управляемых потоков данных обеспечивает гибкие и мощные средства реализации транзакций SQL для передачи данных в реальном времени и исторических данных в систему DBMS. WizSQL имеет встроенный механизм резервирования, способствующий сохранению транзакции SQL на локальном диске в случае отказа на сервере DBMS. WizSQL поддерживает следующие базы данных: Oracle, Informix, Ingress, SQL Server, DB/2, Access, dBase, FoxPro, Paradox, любую СУБД, поддерживающую технологию ODBC.

        Очень важно наличие в системе поддержки широкого спектра оборудования третьих фирм. В этом смысле Wizcon является одним из самых мощных пакетов. В таблице приведен сокращенный список стандартных коммуникационных драйверов Wizcon.

            Внедрением Wizcon/WizFactory в России занимается НЦ “Науцилус” (http://www.nautsilus.ru); root@nautsilus.ru

            Контактный телефон (095) 939-58-72.