В настоящее время при построении систем автоматизированного управления технологическими процессами 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).
Таким образом, важнейшей задачей ПО SCADA является предоставление интерфейса взаимодействия между оператором и системой управления ТП. Часто на SCADA возлагают и такие задачи как: формирование сигнализации про отклонение в ТП, ведения архивов параметров ТП и протоколов событий.
Поэтому программное обеспечение SCADA 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 системы представляют собой достаточно сложные программные комплексы.
Предметом данного подпроекта 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:
СВУ должна работать в двух режимах – редактирования (разработки) и исполнения. На первом этапе планируется реализация режима разработки только для QT-версии СВУ!
В процессе функционирования СВУ должна использовать данные других подсистем:
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.
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.
Концептуальную модель СВУ опишем языком UML с помощью диаграмм вариантов использования (use case diagram).
Любая СВУ может работать в двух режимах – разработки и исполнения. В качестве актёра, в первом случае, выступает инженер настройки верхнего уровня АСУ-ТП, в другом – оператор.
В режиме разработки выделим такие варианты использования СВУ:
Диаграмма вариантов использования при функционировании СВУ в режиме разработки приведена на рис. 1.
Варианты использования в режиме исполнения:
Диаграмма использования СВУ в режиме исполнения приведена на рис.2.
Исходя из требований и общих соображений можно следующим образом изобразить структуру СВУ рис.3.
Нужно отметить, что такой подход позволяет реализовать поддержку трёх уровней сложности процесса разработки интерфейсов управления. И как следствие, инженер АСУ-ТП может использовать(начинать) тот из уровней на который у него хватает квалификации, с возможностью повышения её в дальнейшем, практически исключая отторжение системы из-за чрезмерной стартовой сложности на начальном этапе освоения и сохранения, при этом, значительной гибкости и мощности системы. Перечислим эти уровни: