8. Составные части и архитектура scada-системы Genesis32. Орс-технология для доступа к устройствам ввода-вывода.
SCADA Genesis
OPC-сервер
Конвертер
RS-232/RS-485
Siemens
Genesis 32 включает в себя следующие приложения, являющиеся клиентами ОРС:
Graph WorX32 – Визуализация ТП;
Trend WorX 32 – Представление параметров в виде графиков;
Alarm WorX 32 – Оповещение персонала об аварийной ситуации.
Эти три части запускаются независимо друг от друга.
Genesis 32 также содержит среду разработки сценарных процедур VBA Scripting. Кроме того, в состав пакета входит сервер системного админстрирования Security Config и сервер фоновой архивации данных Persistent Trending.
Идеология построения Genesis 32
Система Genesis основана на стандарте ОРС (ОРС -OLE for Process Control - механизм связывания и внедрения объектов для систем автоматизации). Технология ОРС предназначена для обеспечения универсального механизма обмена данными между датчиками, исполнительными механизмами, контроллерами, устройствами связи с объектом.
Стандарт ОРС основан на СОМ технологии (COM-Component Object Model - модель многокомпонентных объектов). Основным назначением СОМ-технологий является обмен данными между двумя независимыми приложениями.
СОМ-приложение, которое предоставляет свои услуги называется сервером, а СОМ-приложение, которое пользуется этими услугами называется клиентом. Приложение-сервер представляет собой библиотеку классов, зарегистрированных в реестере Windows.
Взаимодействие серевера и клиента СОМ схематично указано ниже.
-
Клиент - COM
Реестр
Windows
Сервер - COM
При обращении приложения–клиента к услугам сервера Windows в реестре ищет соответствующий класс, если такой класс имеется, то реестр выдает имя файла сервера. Windows автоматически загружает сервер в ОЗУ и затем передает адрес класса на приложение-клиент. Далее приложение-клиент может использовать методы и свойства класса описанных в сервере. Методы класса позволяют организовать обмен данными между двумя приложениями.
Дальнейшим развитием COM является DCOM – (Distributed COM), который связывает два приложения, находящиеся на разных компьютерах, связанных по сети.
ОРС-технология является дальнейшим совершенствованием СОM-технологий. Спецификация ОРС жестко регламентирует методы и свойства класса, которых должен иметь СОМ-объект, поддерживающий ОРС.
Компоненты Genesis32 (Graph WorX32, Trend WorxX32 и Alarm WorX32) являются приложениями-клиентами. Большинство ведущих производителей аппаратных средств для промышленной автоматизации поставляет ОРС – серверы для своих контроллеров и устройств сбора данных и управления. Методы этих серверов обеспечивают обмен данными между контроллером и приложением–клиентом.
Т
аким
образом, приложение-сервер берет на
себя полную ответственность за обмен
данными между РС и контроллером. Тем
самым, сервер можно назвать программным
обеспечением среднего уровня.
Безусловно разработка сервера ОРС требует высокой квалификации программиста. Для облегчения задачи создания ОРС-сервера фирма FastWell предлагает универсальный разработчик сервера ОРС. Этот разработчик составлен с учетом спецификации ОРС, а задачу организации обмена данными программист должен определять в виде функций .dll-файла.
Обзор технологии ОРС
Базовым понятием этой модели является элемент данных (Item). Каждый элемент данных имеет значение, время последнего обновления (timestamp) и признак качества, определяющий степень достоверности значения.
Значение может быть практически любого скалярного типа – булево, целое, с плавающей точкой и т.п. – или строкой (так называемый OLE Variant).
Время представляется с 100-наносекундной точностью (FileTime Win API32). Качество – это код, содержащий в себе грубую оценку – UnCertain, Good и Bad ( не определено, хорошее и плохое), а на случай плохой – еще и расшифровку, например, Qual_Sensor_Failure – ошибка датчика).
Следующим вверх по иерархии является понятие группы элементов (OPC Group). Группа создается ОРС-сервером по требованию клиента. Клиент затем может добавлять в группу элементы (Items).
Для группы клиентом задается частота обновления данных, и все данные в группе сервер старается обновлять и передавать клиенту с заданной частотой. Отдельно стоящих вне группы элементов быть не может.
Наконец, на верхней ступеньке иерархии находится сам ОРС-сервер. Из всех перечисленных (ОРС-группа, ОРС-элемент) он единственный является СОМ-объектом, все остальные объекты доступны через его интерфейсы, которые он представляет клиенту.
Режимы обмена данными между клиентами и сервером
Обмен данными между устройствами, обслуживаемыми сервером ОРС, и клиентами ОРС состоит в чтении и записи клиентами информации. При этом существует два режима обмена данными: Синхронный и Асинхронный.
В синхронном режиме в процессе чтения клиент запрашивает у сервера информацию о тегах, с которыми было установлено соединение, и получает данных для каждого ОРС-элемента в следующем формате:
Имя сигнала |
Значение |
Время |
Миллисек. |
Дата |
Качество |
Устройство1.Группа1.Тег1 |
0.04 |
21:52:23 |
587 |
13.12.03 |
Good |
Устройство1.Группа1.Тег1 |
0.08 |
21:52:27 |
587 |
13.12.03 |
Good |
Устройство1.Группа1.Тег1 |
0.13 |
21:52:35 |
587 |
13.12.03 |
Good |