Инструментальные среды

Разработано большое количество специализированных инструментальных сред, предназначенных для упрощения решения задач автоматизации и основанных на идеях визуального и графического программирования. Типовые алгоритмы сбора, обработки, передачи, накопления и визуализации данных складываются из отдельных, заранее заготовленных и отлаженных «кубиков».

Такие пакеты получили название SCADA-систем (Supervisory Control And Data Asquisition – диспетчерское управление и сбор данных). Примеры SCADA-систем, ориентированных на создание программного обеспечения для АСУ ТП:

• WinCC фирмы Siemens;

• InTouch фирмы Wanderware;

• отечественная система TraceMode фирмы АдАстра.

Рис 13. Пример мнемосхемы SCADA-системы

Создание управляющего программного обеспечения при помощи SCADA-систем заключается в наполнении разработчиком базы знаний, описывающей автоматизируемую промышленную установку, цех и т.п. Для этого необходимо определить:

• множество компонентов, составляющих автоматизируемый объект (станков, двигателей, трубопроводов, исполнительных устройств, датчиков и т.п.), включающее и их характеристики (типы, диапазоны измерений, функции преобразования и т.п.);

• множество отношений между ними, задающее алгоритм функционирования системы (обычно, в виде продукций – т.е. условий и сопоставленных им действий);

• графическую модель автоматизируемого цеха, станка, установки, конвейера и т.п. – так называемую мнемосхему (см. рис. 3.14).

Таким образом, разработка программного обеспечения средствами SCADA-систем выполняется одновременно с проектированием АСУ.

Идеологически близки к SCADA-системам инструментальные среды лабораторной автоматизации, ориентированные на создание программного обеспечения для АСНИ, например, LabVIEW фирмы National Instruments. Они основаны на концепции виртуального прибора – программной модели реального или воображаемого прибора или устройства. В процессе разработки cсистемы сбора данных и управления программно реализуются не только средства управления (рукоятки, кнопки, лампочки и т. п.), но и логика работы устройства. Связь программы с физическими объектами осуществляется через интерфейсные узлы, представляющие собой драйвера внешних устройств — АЦП, ЦАП, контроллеров промышленных интерфейсов и т.п.

Программа LabVIEW и состоит из двух частей:

• лицевой панели, описывающей внешний интерфейс виртуального прибора (см. рис. 3.15, а);

• блочной диаграммы, описывающей логику работы виртуального прибора (см. рис. 6.15, б).

Лицевая панель виртуального прибора содержит средства ввода-вывода, такие как кнопки, переключатели, светодиоды, верньеры, шкалы, информационные табло и т. п. Они используются человеком для управления виртуальным прибором.

Блочная диаграмма содержит функциональные узлы, являющиеся источниками, приемниками и средствами обработки данных. Также компонентами блочной диаграммы являются терминалы («задние контакты» объектов лицевой панели) и управляющие структуры (являющиеся аналогами таких элементов текстовых языков программирования, как условный оператор «IF», операторы цикла «FOR» и «WHILE» и т. п.). Функциональные узлы и терминалы объединены в единую схему линиями связей.

Рис. 14. Пример виртуального прибора LabView

Использование SCADA-систем и «виртуальных приборов» позволяет создавать надежное и эффективное программное обеспечение АСУ в очень короткие сроки.