Стандарты и программное обеспечение ОРС-технологии

Разработка и поддержка открытых промышленных стандартов, регламентирующих методы обмена данными в режиме реального времени между клиентами на базе ПК и ОС Microsoft с 1994 года выполняет организация OPC Foundation.Сейчас членами организация являются все ведущие поставщики контрольно-измерительного и управляющего оборудования для АСУ ТП. Существует достаточно большой перечень стандартов (спецификаций) ОРС. Широкое применение находит, прежде всего, стандарт Data Access Custom Interface Standard — спецификация COM-интерфейсов для обмена оперативными данными, программирование на Cи++. ОРС-технологии реализуются двумя видами ПО: ОРС-серверами и ОРС-клиентами. Имеет место создание и применение программ, интегрирующих в себе обе указанные функции. ОРС-сервера создают производители оборудования автоматизации. Они комплектуют свои средства не только драйвером, но и реализует OPC-сервер, работающий с этой с платой через драйвер или даже напрямую, обеспечивая тем самым стандартный доступ к своим устройствам. OPC-клиенты создают разработчики ПО более высокого уровня, например, поставщики SCADA-пакетов, желающие обеспечить свой продукт стандартным интерфейсом.

Основные определения ОРС-технологии

Основной единицей данных в OPC является переменная (Item). Переменная может быть различного типа, допустимого в OLE. Кроме того, переменная может быть массивом. Каждая переменная обладает свойствами. Различаются обязательные свойства и дополнительные: рекомендуемые и пользовательские. Обязательными свойствами являются: текущее значение переменной, ее тип и права доступа (чтение и/или запись), качество переменной и метка времени. Оборудование может давать сбои, так что корректное значение переменной не всегда известно OPC-серверу, о чем он и уведомляется через свойство качество (хорошее/плохое/неопределенное и дополнительная информация). Метка времени сообщает о том, когда переменная получила данное значение и/или качество. Обязательными являются частота опроса переменной OPC-сервером и описание переменной. Это строковое значение, содержащее информацию о том, что представляет собой эта переменная. Дополнительными рекомендуемыми свойствами являются диапазон изменения (выход за границы диапазона должен специальным образом обрабатываться клиентом) и единица измерения. Есть перечень рекомендуемых свойств. Могут быть назначены свои собственные свойства, то есть пользовательские. Существует три основных способа получения OPC-клиентом данных от OPC-сервера: синхронное чтение, асинхронное чтение и подписка. При синхронном чтении клиент посылает серверу запрос со списком переменных и ждет, когда сервер его выполнит. При асинхронном чтении клиент посылает серверу запрос, а сам продолжает работать. Когда сервер выполнил запрос, клиент получает уведомление (через интерфейс соответствующего COM-объекта, реализованного в клиенте!). При подписки клиент передает серверу список, а сервер регулярно присылает клиенту информацию об изменившихся переменных из этого списка (опять же, через интерфейс соответствующего COM-объекта клиента!). Эти списки в терминологии OPC называются группами. Каждый клиент может поддерживать одновременно много групп с разной скоростью обновления. Запись данных ничем не отличается от чтения, за исключением того, что нет записи по подписке.

Технология OPC регламентирует только интерфейс между OPC-клиентами и OPC-серверами. При этом допускаются множественные подсоединения. Она не регламентирует способ получения данных от оборудования. Пользователь сам определяет, где и как их брать. Но, тем не менее, есть некоторые разумные модели взаимодействия с оборудованием. Например, можно попросить OPC-сервер получать данные не напрямую, а извлекать их из своего внутреннего буфера (кэша). Если и сервер не делает кэширования, эта просьба будет "игнорирована". Переменные в OPC-сервере могут быть представлены либо в виде простого списка, либо в виде дерева, напоминающего дерево файлов на диске (только вместо термина “папка” в OPC говорят “ветвь”). Есть соответствующие интерфейсы для навигации по этому дереву, позволяющие, в частности, в любой момент запросить дерево переменных, поддерживаемых OPC-сервером. Если оборудование допускает, то дерево может изменяться динамически. Интерфейс для просмотра дерева объявлен в OPC-спецификации как необязательный. Тем не менее, он настолько удобен, что практически все OPC-серверы его реализуют. Кроме того, есть механизм оповещения о завершении работы OPC-сервера, запроса информации о самом сервере и списка зарегистрированных групп. OPC-спецификаций предусмотрено многое для облегчения организации взаимодействия поставщика данных (OPC-сервера) и потребителя данных (OPC-клиента).

В системе ISAGRAF последовательность выполнения программ обеспечивается размещением их в соответствующих секциях (разделах): BEGUN (начальная); SEQUENTIL (последовательная); END (заключительная). В ТМ5, где программы выполняются по вызову из каналов, последовательность выполнения задается использованием каналов с соответствующими индексами.

Для контроллеров важным условием является завершение выполнения составных частей всей технологической программы за один цикл работы контроллера. При этом при составлении технологической программы контролируется требуемое время ее выполнения и по его величине задается цикл работы контроллера. При наличии ограничений на длительность цикла корректируется состав и функции технологической программы или тип используемого контроллера.

 

OPC сервер - программный продукт, выполняющий обмен данными с технологическим процессом в реальном масштабе времени. Сервер ОРС должен осуществлять буферизацию данных, запрашиваемых различными клиентскими приложениями, и оптимизировать их передачу так, чтобы коммуникация с физическим устройством была наиболее эффективной. При запросах (чтении) передаваемые от физического устройства данные обычно буферизуются для того, чтобы затем снова в асинхронном режиме распределяться между различными клиентскими приложениями или считываться в синхронном режиме программами- клиентами. При выводе данных (записи) управление передачей данных на физическое устройство по запросам соответствующих клиентских приложений лежит в полной ответственности сервера ОРС.

OPC клиент - приложение, которое имеет возможность осуществлять взаимодействие с OPC - сервером. OPC взаимодействие основано на клиент серверной схеме. OPC клиент (например,SCADA),вызывая определенные функции объекта OPC сервера, подписывается на получение определенных данных с определенной частотой.В свою очередь,OPC сервер,опросив физическое устройство,вызывает известные функции клиента,уведомляя его о получении данных и вручая сами данные.Таким образом,при OPC взаимодействии используются как прямые COM вызовы (от клиента к серверу),так и обратные (callback,от сервера к клиенту).

 

 

Программное обеспечение для систем супервизорного управления и сбора данных (SCADA) Monitor Pro включает базовые пакеты для создания приложений супервизорного (диспетчерского) контроля и управления, а также дополнительные элементы (опции), усовершенствующие функции этих пакетов для таких специальных областей применения, как статистическое управление технологическими процессами или интеграция с базами данных. Имеется четыре различных базовых варианта продукта в зависимости от размера доступной базы данных реального времени и максимального числа входных/выходных параметров процесса (тэгов). В широком смысле функциональность всех этих вариантов одинакова для всех вариантов базовой операционной системы. Это упрощает миграцию приложений от одной платформы к другой. В настоящее время Monitor Pro рассчитан на работу под операционными системами Windows NT, Windows 95 и 98. Полный набор опций Monitor Pro возможен под Windows NT. Ограниченное число опций возможно под Windows 95 и 98. Версия Monitor Pro для OS/2 отсутствует.

В составе Monitor Pro предлагаются:

• Пакеты Runtime (среда функционирования)

• Пакеты Development (среда создания) и Runtime

• Дополнительные пакеты Optional Packages и Add-Ons

Базовые пакеты Monitor Pro

Базовые программные пакеты включают 4 компакт-диска, содержащие программные функции на четырех языках (английский, французский и немецкий) и руководства пользователя (также на английском, французском и немецком). Документация включает электронные версии руководства по установке, информационная справка о версии пакета, регистрационная и абонементная формы (также на английском, французском и немецком).

Все базовые пакеты включают:

graphics and animation (графику и анимацию)

real-time database (базу данных реального времени)

real time and historical trending (текущие и архивные тренды)

animated graphic (анимированную графику)

alarm management (управление сигнализацией)

database browser (браузер базы данных)

dBase IV and ODBC data interfaces (интерфейс данных с dBase IV и ODBC)

local area network (поддержку локальных сетей)

PowerNet and driver interfaces for Schneider Electric PLCs and NUM numerical controls (функцию PowerNet, драйверы интерфейсов с ПЛК Schneider и устройствами числового управления NUM).

Дополнительные пакеты для Windows NT

Compiled Math and Logic(CML) — компилируемая математика и логика;
Statistical Process Control(SPC) - статистическое управление процессами;
Oracle Database Connection (ORC) - подключение к СУБД Oracle;
SYBASE Database Connection (SYB) - подключение к СУБД SYBASE;
Programmers Access Kit (РАК) — пакет поддержки программиста;
ОРС Client (COPC) - клиент OLE for Process Control;

Web Client/OPC Server (CAL) - WEB-клиент/сервер OPC;

SQL database access (SQL) - доступ к базам данных SQL;

Schneider Add-ons (ADD1) — прикладные дополнения Schneider.

 

Общие сведения о продукте

 

Обзор

Monitor Pro помогает автоматизировать производственные процессы и оказывает благотворное влияние на бизнес во многих областях промышленного рынка.

Основой для Monitor Pro послужил пакет FactoryLink фирмы USD AT А. Более 41 тысячи копий продано в 60 странах. 12-летний опыт управления производственными процессами подтверждает надежность и силу продукта.

Возможности продукта

Monitor Pro является многопользовательским SCADA-сервером приложений реального времени для автоматизации производственных и технологических процессов. Он позволяет собирать важнейшую информацию от многочисленных приборов и устройств промышленного объекта и затем распространять ее по всему предприятию (организации).