4.1 Постановка задачи
4.1.1 Задачи SCADA системы
В настоящее время, при построении систем автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП), интерфейс пользователя с системой управления реализуется с помощью вычислительных систем. Такой подход обусловлен несколькими причинами: компактностью (в физическом и энергетическом смысле) современной вычислительной техники, развитостью способов отображения информации, большой функциональности и изменчивости систем управления.
Применение компьютерной техники в "АСУ ТП" вообще, и на рабочих местах операторов в частности, привело к зарождению класса программного обеспечения (ПО), известного как SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) и HMI (Human Machine Interface).
Таким образом, важнейшей задачей ПО SCADA и HMI является предоставление интерфейса взаимодействия между оператором и системой управления ТП. Часто на SCADA и HMI возлагают такие задачи, как: формирование сигнализации про отклонение в ТП, ведения архивов параметров ТП и протоколов событий.
Поэтому программное обеспечение SCADA и HMI удобно рассматривать как совокупность подсистем: базы данных параметров ТП и связи с системами управления ТП (контроллерами), формирования сигнализации про отклонение ведения ТП, архивирования, протоколирования, визуализации оперативных и архивных данных.
В дополнении, к вышеперечисленным задачам можно отнести разделение прав доступа на чтение-изменение тех или иных параметров ТП, реализованное в подсистеме безопасности.
Таким образом современные SCADA и HMI системы представляют собой достаточно сложные программные комплексы.
Предметом данного под-проекта является разработка концепции среды визуализации и управления (СВУ) и реализаций СВУ на основные способы представления, для SCADA системы OpenSCADA.
Под визуализацией подразумевается следующий набор задач:
- Предоставление оператору текущих данных про параметры ТП (показания датчиков, положения механизмов, исполнительных устройств). Большое внимание уделяется сигнализации про отклонения (нарушения) ведения ТП.
- Отображение архивной информации про параметры ТП и события, которые произошли.
- Приём и передача команд оператора подконтрольной системе.
СВУ должна работать в двух режимах — редактирования (разработка) и исполнения (исполнение). На первом этапе планируется реализация режима разработки только для Qt-версии СВУ!
В процессе функционирования СВУ должна использовать данные других подсистем:
- Подсистема "Сбор данных (DAQ)":
- "Разработка" — при подключении динамики к кадру (виджету).
- "Исполнение" — при формировании динамики кадра (доступ к текущим значениям параметров его истории, а также нарушениям по параметрам).
- Подсистема "Архивы":
- "Разработка" — при настройке динамики кадра.
- "Исполнение" — при формировании динамики кадра (доступ к архивным значениям параметров).
- Подсистема "Безопасность":
- "Разработка" — при настройке доступа к виджетам.
- "Исполнение" — при формировании изображения виджета и возможности управления.
- Подсистема "БД": доступ на загрузку и сохранение данных по виджетам, кадрам, библиотекам кадров и проектам как в режиме разработки, так и исполнения.
Изображение на экране должно формироваться из ограниченного набора базовых виджетов (примитивов). Представление и интерфейс базовых виджетов для каждого СВУ реализуется отдельно. Это сделано с целью оптимизации производительности и упрощения задачи создания библиотеки базовых виджетов. С целью совместимости между различными реализациями СВУ планируется создание общего описания библиотеки базовых виджетов (модели данных) с последующей реализацией её интерфейса в каждой СВУ.
Базовые виджеты должны группироваться и формировать производные виджеты, с дальнейшим накоплением их в пользовательских библиотеках виджетов/кадров.
4.1.2 Задачи систем мониторинга
Учитывая назначение системы OpenSCADA, как системы для мониторинга данных во многих смежных областях, необходимо сформулировать задачи для таких систем в целом.
В системах мониторинга, как правило, отсутствует возможность управления, однако элементы интерактивного взаимодействия должны присутствовать.
Основной задачей таких систем является непрерывное предоставление информации в доступном виде и на фоне основной работы.