Универсальная система RTWin
1
Универсальная система RTWin
RTWin представляет собой мощный и гибкий инструмент для проектирования систем контроля и управления (СКУ) технологическими процессами, предоставляющий разработчику все возможности для создания мощной распределенной и масштабируемой СКУ, функционирующей в реальном масштабе времени.
Разработан как, которая может найти применение в различных областях промышленности. Как интегрированный пакет, обеспечивающий полный цикл разработки и функционирования СКУ, RTWin состоит из:
среды разработки, включающей редакторы ресурсов для проектирования СКУ;
среды исполнения, включающей администраторы соответствующих ресурсов и обеспечивающей функционирование СКУ.
RTWin в полной мере использует все преимущества QNX - эффективной и надежной сетевой операционной системы (ОС). В качестве среды визуализации используется графический интерфейс Photon microGUI. RTWin - единственный пакет данного класса, для QNX, разработанный в России.
TRACE MODE 5 для Windows NT (разработчик - фирма AdAstra, г.Москва) представляет собой SCADA-систему нового поколения, имеющую следующие основные особенности:
обеспечение единых инструментальных средств (единой линии программирования) как для разработки операторских станций, так и для программирования контроллеров;
разработка распределенной АСУ ТП как единого проекта;
технология автопостроения проекта.
Разработанные в инструментальной системе TRACE MODE 5 язык функциональных блоков (Техно FBD) и язык инструкций (Техно IL) включают набор из более чем 150 элементарных и библиотечных функций. Среди встроенных алгоритмов ПИД, ШИМ-преобразование, динамическая балансировка, алгоритмы массового обслуживания, блоки моделирования объектов, произвольно программируемые алгоритмы, арифметические, алгебраические, логические, тригонометрические, статистические функции, а также функции расчета технико-экономических показателей и т.д. Добавлен ряд функциональных блоков, ориентированных на контроль и управление типовыми технологическими объектами (клапан, задвижка, привод и т.д.). Кроме того проектировщик имеет возможность наращивать библиотеки языков своими собственными функциями, учитывающими особенности задач, решаемых в его проектах.
Суть автопостроения заключается в автоматическом генерировании баз каналов операторских станций и контроллеров, входящих в проект АСУ ТП, на основе информации о числе точек ввода/вывода, номенклатуре используемых контроллеров и устройств сопряжения, наличии и характере связей между ПК и контроллерами. Благодаря автопостроению разработка АСУ ТП сводится к следующим несложным процедурам:
размещение в рабочем поле редактора базы каналов TRACE MODE 5 значков (объектов) контроллеров и операторских ПК;
указание наличия информационного обмена между узлами;
запуск автопостроения проекта;
задание математической обработки данных и алгоритмов управления.
Разработка графического интерфейса операторских станций осуществляется в объектно-ориентированном редакторе представления данных. Среди графических элементов, которые могут быть размещены на экранах графических баз, можно выделить три типа:
статические элементы (неизменяемые элементы мнемосхем);
динамические формы отображения и управления (кнопки, тренды, гистограммы, анимация и т.д.);
графические объекты.
Графические объекты могут включать в себя неограниченное количество статических элементов рисования и динамических форм отображения. Они вставляются в экраны в виде одного элемента.
GENESIS32 - комплект инструментальных средств фирмы ICONICS для создания программного обеспечения верхнего уровня АСУ ТП, который основан на новейшем открытом стандарте взаимодействия аппаратуры и программных средств разных производителей ОРС (OLE for Process Control). ОРС (механизм связывания и внедрения объектов для сбора данных и управления в системах промышленной автоматизации) является наиболее общим способом организации взаимодействия между различными источниками и приемниками данных, такими как устройства, базы данных и системы визуализации информации о контролируемом объекте.
ОРС обеспечивает интерфейс между приложениями-клиентами и серверами путем реализации стандартного механизма связи между источниками данных (серверами) и получателями данных (клиентами). Иными словами, ОРС является аналогом технологии Plug-n-Play для программного обеспечения в сфере промышленной автоматизации.
Стандарт ОРС основан на решениях, предлагаемых компанией Microsoft в рамках операционной системы Windows.
GENESIS32 включает в себя следующие приложения, являющиеся клиентами ОРС: GraphWorX32, TrendWorX32, AlarmWorX32, а также содержит среду разработки сценарных процедур VBA Scripting. Кроме того, в состав пакета входит сервер системного администрирования Security Config и сервер фоновой архивации данных Persistent Trending.
GraphWorX32 является инструментальным средством, предназначенным для визуализации контролируемых технологических процессов и оперативного диспетчерского управления на верхнем уровне АСУ ТП. Основные характеристики:
многопоточное 32-разрядное приложение;
возможность обмена данными с любыми серверами ОРС;
мощные инструменты для создания экранных форм и динамических элементов отображения;
возможность встраивания элементов управления ActiveX и объектов OLE;
средства разработки шаблонов экранных форм, содержащих наиболее часто используемые слои графических объектов;
возможность встраивания в HTML-страницы и серверы OLE (MS Word, MS Excel и др.);
возможность просмотра браузерами Интернет;
обширная библиотека элементов отображения, ориентированных на построение мнемосхем промышленных объектов;
возможность встраивания графиков и журналов событий и тревог;
средства импорта графических метафайлов (WMF) и растровых изображений (BMP).
TrendWorX32 является многооконным приложением, которое предназначено для выполнения следующих функций:
представление контролируемых параметров в виде графиков (трендов) различных типов в реальном масштабе времени;
архивирование значений контролируемых параметров;
вычисление статистических характеристик выборок значений контролируемых параметров;
извлечение значений контролируемых параметров из архивов и представление в виде графиков различных типов;
вывод графиков на печатающее устройство.
Поддерживаются следующие виды трендов:
зависимость параметра от времени (с использованием единиц времени по горизонтальной или вертикальной осям);
гистограмма параметра;
логарифмическая зависимость параметра от времени;
зависимость одного параметра от другого.
AlarmWorX32 является мультимедийным приложением, которое предназначено для выполнения следующих функций:
голосовое оповещение персонала об обнаруженных аварийных ситуациях;
рассылка электронных извещений об аварийных событиях посредством пейджинговой связи и электронной почты;
оповещение персонала путем автоматического дозвона по коммутируемым каналам связи с передачей сообщений об аварийных событиях и приемом подтверждений восприятия от ответственных лиц;
персональное планирование оповещений для привлечения к мероприятиям по устранению аварийных ситуаций;
анализ аварийных событий и действий ответственного персонала;
и т.д.
Delphi представляет собой систему быстрой разработки приложений, пригодную для создания прототипов и законченных приложений Windows, которые можно сравнить (или они даже превосходят их по скорости и эффективности) с программами, написанными на С, С++, Borland Pascal 7.0 или Visual Basic, а также с программами, созданными другими средствами.
В основе Delphi лежит язык программирования Object Pascal фирмы Borland, но для создания простейших приложений совершенно необязательно быть программистом на Pascal. По мере разработки приложения Delphi визуальным способом автоматически создает соответствующие Pascal-операторы для будущей программы.
Приложение Delphi состоит из одной или нескольких форм, в которые разработчик помещает визуальные компоненты, и имеет возможность модифицировать свойства компонентов и самих форм, а также создавать Pascal-процедуры, обрабатывающие различные события, происходящие в системе.
При запуске созданного приложения Delphi компилирует и компонует исходный код и другие модули для создания исполняемого файла с расширением .exe. Это единственный файл, являющийся результатом разработки, который разработчику необходимо предоставить пользователю созданной программы.
В интегрированную среду разработки Delphi (можно назвать интерфейсом разработчика) входит несколько основных компонентов (рис.1).
Панель инструментов, как, например, и в текстовом редакторе Word, содержит кнопки (пиктограммы), работающие по принципу “укажи и щелкни” и выполняющие некоторые команды меню.
Главное меню - стандартное меню в стиле Windows.
Форма - во многих приложениях - визуальное изображение главного окна разрабатываемой программы. Форма может представлять и другие окна, например диалоговое окно или дочернее окно в программах с многодокументальным интерфейсом. Простые программы имеют только одну форму, а более сложные приложения могут обладать множеством таких форм. Точечная сетка помогает выравнивать помещаемые на форму компоненты. В скомпилированном приложении сетка не появляется.
Палитра компонентов представляет собой каталог визуальных и прикладных объектов, которые могут быть включены в создаваемые формы (например, интерфейс пользователя) и приложения. Чтобы поместить необходимые компоненты в создаваемую форму, необходимо просто перенести их с палитры компонентов. Компонент, помещенный один раз, становится истинным объектом, готовым для выполнения любой намеченной инструкции.
Закладки страниц палитры. Поскольку различных компонентов в рассматриваемой системе разработки великое множество, все их пиктограммы отобразить на экране одновременно не представляется возможным. Поэтому они разделены на группы, или страницы. При активном состоянии одной из закладок, в области расположения пиктограмм палитры компонентов появляются пиктограммы, соответствующие определенной странице или классу компонентов. В Delphi существует восемь категорий компонентов (и соответственно - восемь закладок):
стандартная страница (Standard) содержит наиболее часто употребляемые компоненты, которые фигурируют во всех программах Windows. Эти компоненты обычно имеют однозначную связь со стандартными объектами Windows;
дополнительныя страница (Additional) содержит несколько более специфический набор компонентов, которые при работе с базовыми приложениями Windows могут и не встретится;
доступ к данным (Data Access) содержит компоненты, позволяющие присоединить и запросить данные;
управление данными (Data Controls) – на этой странице расположена та часть интерфейса пользователя, которая связана с данными. Имеются компоненты, которые позволяют представлять данные любым способом, принятым в Windows;
диалоги (Dialogs) – на этой странице можно найти описание диалоговых панелей для выполнения таких задач общего характера, как открытие файла, установка принтера, поиск текста и т.д.;
системная (System) – содержит визуальные и невизуальные компоненты для таймера, дисковода, компоненты доступа к файлам, а также компоненты OLE и DDE;
страница стандарта VBX (Visual Basic eXtentions). VBX – это компоненты, которые следуют определенному фирмой Microsoft формату для использования в Visual Basic. Формат VBX стал стандартом и поддерживается многими средами разработки, включая Delphi. Все относящееся к VBX может быть импортировано в Delphi;
образцы (Samples) – ассортимент компонентов, которые поставляются для демонстрации того, как компоненты VBX могут быть добавлены к палитре.
Окно Object Inspector отображает свойства (или события) одного или нескольких выбранных компонентов (или форм). Несмотря на кажущуюся простоту, это окно - одно из самых важных средств программирования Delphi.
Окно редактирования модуля содержит текст программы на языке Pascal, связанный с каждой формой в приложении. Delphi автоматически создает этот программный код, в который можно добавить операторы, выполняемые при выборе команды меню или щелчке по кнопке.
Закладки страниц Properties и Events (свойства и события). Предназначены для перехода от свойств формы к событиям или наоборот, и располагаются в нижней части окна Object Inspector. Свойство представляет атрибут компонента, например размер кнопки или шрифт метки. Событие обозначает различные действия, такие как нажатие кнопки или щелчок мышью.
Первым этапом при создании пользовательских приложений а среде Delphi обычно является разработка пользовательского интерфейса (для информационно-управляющих систем - интерфейса оператора). С помощью визуальных компонентов Delphi можно создать самые разные панели инструментов, строки состояния, индикаторы и т.д. На рис.9.2. приведен пример фрагмента интерфейса диспетчера обогатительной фабрики (участок приемки угля от шахты).
Рис.1. Интерфейс разработчика Delphi 4.57
Рис.2. Фрагмент интерфейса диспетчера обогатительной фабрики.
При разработке самого приложения обычно возникает необходимость создания нестандартных графических форм. В Delphi с помощью определенных свойств (например, Canvas) имеется возможность нарисовать любую фигуру, какую только можно себе вообразить.
Delphi имеет средства для разработки многодокументных интерфейсов (MDI), приложений, связанных с передачей данных, а также средства, поддерживающие динамический обмен данными (DDE), связывание и внедрение объектов (OLE), и, кроме того, позволяет создавать программное обеспечение для практически всех типов баз данных.
В настоящее время существует несколько версий Delphi, отличающиеся в основном набором компонентов. Разработкой отдельных компонентов для Delphi занимаются многие разработчики ПО. В результате доступны (Internet или CD) тысячи готовых компонентов, которые могут быть использованы в конкретной разработке. Начиная со второй версии Delphi может работать только под Windows 95 и выше.
Литература
Стехин А.П. Основы конструирования, моделирования и проектирования систем управления производственными процессами: Учеб. пособие. – Донецк: ДонГАУ, 2008.
Лукас В.А. Основы теории автоматического управления. -М.: “Недра”, 1977.
Основы теории оптимального управления: Учеб. Пособие для эконом. вузов/ В.Ф.Кротов, Б.А.Лагоша, С.М.Лобанов и др.; Под ред.В.Ф.Кротова.- М.: Высш. Шк., 2008.
Иванилов Ю.П., Лотов А.В. Математические модели в экономике.- М.: “Наука”, 2007.