SCADA системы

Министерство Общего и Профессионального Образования Российской Федерации
Ивановский Государственный  Энергетический Университет
Кафедра Электроники и Микропроцессорных систем
/>

по курсу: «Системы контроля и визуализации» на тему:
«SCADA-системы»
Выполнил студент гр. 1-34M
Шмаргун А.Н.
Проверил:
Анисимов А. А.
                               
                                                                                                            
Иваново 2003

Содержание:
Введение. 2
АСУ ТП и диспетчерское управление. 2
Компоненты систем контроля иуправления и их назначение. 4
Разработка прикладного программногообеспечения СКУ: выбор пути и инструментария  7
Технические характеристики. 8
Открытость систем… 9
Стоимостные характеристики. 10
Эксплуатационные характеристики. 10
Графический интерфейс. 11
Графические средства InTouch. 11
Окна в InTouch. 11
Объекты и их свойства. 13
Организация взаимодействия сконтроллерами. 16
Аппаратная реализация связи сустройствами ввода/вывода. 17
Серверы ввода/вывода в InTouch. 18
Поддерживаемые коммуникационныепротоколы… 18
Особенности адресации в InTouch. 20
Обмен данными с другими приложениями. 21
Определение имени доступа в словарепеременных InTouch. 22
Тренды в SCADA — системах. 25
Тренды в InTouch. 25
Архивирование (регистрация) значенийпеременной. 26
Отображение трендов. 26
Изменение параметров архивных трендовв режиме исполнения. 29
Система распределенных архивов. 29
Встроенные языки программирования. 30
Скрипты в InTouch. 31
Типы скриптов. 31
Встроенные функции. 32
Функции Quick Functions. 36
Разработка графопостроителя в системеInTouch. 37
Разработка DDE-сервера. 37
Разработка DDE — клиента. 39
Список литературы… 41
Введение
Современная АСУТП (автоматизированная система управлениятехнологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машиннуюсистему управления. Создание АСУ сложными технологическими процессамиосуществляется с использованием автоматических информационных систем сбораданных и вычислительных комплексов, которые постоянно совершенствуются по мереэволюции технических средств и программного обеспечения.АСУ ТП и диспетчерское управление
Непрерывную во времени картину развития АСУТП можноразделить на три этапа, обусловленные появлением качественно новых научных идейи технических средств. В ходе истории меняется характер объектов и методовуправления, средств автоматизации и других компонентов, составляющих содержаниесовременной системы управления. Первый этап отражает внедрение систем автоматического регулирования (САР). Объектами управления на этом этапе являются отдельные параметры, установки, агрегаты; решение задач стабилизации, программного управления, слежения переходит от человека к САР. У человека появляются функции расчета задания и параметры настройки регуляторов. Второй этап — автоматизация технологических процессов. Объектом управления становится рассредоточенная в пространстве система; с помощью систем автоматического управления (САУ) реализуются все более сложные законы управления, решаются задачи оптимального и адаптивного управления, проводится идентификация объекта и состояний системы. Характерной особенностью этого этапа является внедрение систем телемеханики в управление технологическими процессами. Человек все больше отдаляется от объекта управления, между объектом и диспетчером выстраивается целый ряд измерительных систем, исполнительных механизмов, средств телемеханики, мнемосхем и других средств отображения информации (СОИ). Третий этап — автоматизированные системы управления технологическими процессами — характеризуется внедрением в управление технологическими процессами вычислительной техники. Вначале — применение микропроцессоров, использование на отдельных фазах управления вычислительных систем; затем активное развитие человеко-машинных систем управления, инженерной психологии, методов и моделей исследования операций и, наконец, диспетчерское управление на основе использования автоматических информационных систем сбора данных и современных вычислительных комплексов.
От этапа к этапу менялись и функции человека(оператора/диспетчера), призванного обеспечить регламентное функционированиетехнологического процесса. Расширяется круг задач, решаемых на уровне управления;ограниченный прямой необходимостью управления технологическим процессом наборзадач пополняется качественно новыми задачами, ранее имеющими вспомогательныйхарактер или относящиеся к другому уровню управления.
Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системеуправления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или сэлектронной системы отображения информации и воздействует на объекты,находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационныхсистем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов.
Основой, необходимым условием эффективной реализациидиспетчерского управления, имеющего ярко выраженный динамический характер,становится работа с информацией, т. е. процессы сбора, передачи, обработки,отображения, представления информации.
От диспетчера уже требуется не только профессиональноезнание технологического процесса, основ управления им, но и опыт работы винформационных системах, умение принимать решение (в диалоге с ЭВМ) в нештатныхи аварийных ситуациях и многое другое. Диспетчер становится главным действующимлицом в управлении технологическим процессом.
Говоря о диспетчерском управлении, нельзя не затронутьпроблему технологического риска. Технологические процессы в энергетике,нефтегазовой и ряде других отраслей промышленности являются потенциальноопасными и при возникновении аварий приводят к человеческим жертвам, а также кзначительному материальному и экологическому ущербу.
Статистика говорит, что за тридцать лет число учтенных аварийудваивается примерно каждые десять лет. В основе любой аварии за исключениемстихийных бедствий лежит ошибка человека.
В результате анализа большинства аварий и происшествий навсех видах транспорта, в промышленности и энергетике были получены интересныеданные. В 60 — х годах ошибка человека была первоначальной причиной аварий лишьв 20% случаев, тогда как к концу 80-х доля «человеческого фактора»стала приближаться к 80 %.
Одна из причин этой тенденции — старый традиционный подход кпостроению сложных систем управления, т. е. ориентация на применение новейшихтехнических и технологических достижений и недооценка необходимости построенияэффективного человеко — машинного интерфейса, ориентированного на человека(диспетчера).
Таким образом, требование повышения надежности системдиспетчерского управления является одной из предпосылок появления новогоподхода при разработке таких систем: ориентация на оператора/диспетчера и егозадачи.
Концепция SCАDA (Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных) предопределена всем ходом развитиясистем управления и результатами научно-технического прогресса. ПрименениеSCADA-технологий позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решениизадач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения иотображения информации.
Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI),предоставляемого SCADA — системами, полнота и наглядность представляемой наэкране информации, доступность «рычагов» управления, удобствопользования подсказками и справочной системой и т. д. — повышает эффективностьвзаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки приуправлении.
Следует отметить, что концепция SCADA, основу которойсоставляет автоматизированная разработка систем управления, позволяет решитьеще ряд задач, долгое время считавшихся неразрешимыми: сократить срокиразработки проектов по автоматизации и прямые финансовые затраты на ихразработку.
В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективнымметодом автоматизированного управления сложными динамическими системами(процессами).
Управление технологическими процессами на основе системSCADA стало осуществляться в передовых западных странах в 80-е годы. Областьприменения охватывает сложные объекты электро- и водоснабжения, химические,нефтехимические и нефтеперерабатывающие производства, железнодорожныйтранспорт, транспорт нефти и газа и др.
В России диспетчерское управление технологическимипроцессами опиралось, главным образом, на опыт оперативно-диспетчерскогоперсонала. Поэтому переход к управлению на основе SCADA-систем сталосуществляться несколько позднее. К трудностям освоения в России новойинформационной технологии, какой являются SCADA-системы, относится какотсутствие эксплуатационного опыта, так и недостаток информации о различныхSCADA-системах. В мире насчитывается не один десяток компаний, активнозанимающихся разработкой и внедрением SCADA-систем. Каждая SCADA-система — это«know-how» компании и поэтому данные о той или иной системе не стольобширны.
Большое значение при внедрении современных системдиспетчерского управления имеет решение следующих задач: выбора SCADA-системы (исходя из требований и особенностей технологического процесса); кадрового сопровождения.
Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно труднуюзадачу, аналогичную принятию решений в условиях многокритериальности,усложненную невозможностью количественной оценки ряда критериев из-занедостатка информации.
Подготовка специалистов по разработке и эксплуатации системуправления на базе программного обеспечения SCADA осуществляется наспециализированных курсах различных фирм, курсах повышения квалификации. Внастоящее время в учебные планы ряда технических университетов начали вводитьсядисциплины, связанные с изучением SCADA-систем. Однако специальная литературапо SCADA-системам отсутствует; имеются лишь отдельные статьи и рекламныепроспекты.Компоненты систем контроля и управления и ихназначение
Многие проектыавтоматизированных систем контроля и управления (СКУ) для боль-шого спектраобластей применения позволяют выделить обобщенную схему их реализации,представленную на рис.1.
/>
Рис.1. Обобщенная схема системы контроля и управления.

Как правило, это двухуровневые системы, так как именно на этих уровняхреализуется непосредственное управление технологическими процессами. Спецификакаждой конкретной системы управления определяется используемой на каждом уровнепрограммно — аппаратной платформой. Нижний уровень — уровень объекта (контроллерный) — включает различные датчики для сбора информации о ходе технологического процесса, электроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих и управляющих воздействий. Датчики поставляют информацию локальным программируемым логическим контроллерам (PLC — Programming Logical Controoller), которые могут выполнять следующие функции: сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса; управление электроприводами и другими исполнительными механизмами; решение задач автоматического логического управления и др.
Так какинформация в контроллерах предварительно обрабатывается и частично используетсяна месте, существенно снижаются требования к пропускной способности каналовсвязи.
В качестве локальных PLC всистемах контроля и управления различными технологическими процессами внастоящее время применяются контроллеры как отечественных производителей, так изарубежных. На рынке представлены многие десятки и даже сотни типовконтроллеров, способных обрабатывать от нескольких переменных до нескольких сотпеременных.
К аппаратно-программнымсредствам контроллерного уровня управления предъявляются жесткие требования понадежности, времени реакции на исполнительные устройства, датчики и т.д.Программируемые логические контроллеры должны гарантированно откликаться навнешние события, поступающие от объекта, за время, определенное для каждогособытия.
Для критичных с этой точкизрения объектов рекомендуется использовать контроллеры с операционнымисистемами реального времени (ОСРВ). Контроллеры под управлением ОСРВфункционируют в режиме жесткого реального времени.
Разработка, отладка иисполнение про-грамм управления локальными контроллерами осуществляется спомощью специализированного программного обеспечения, широко представленного нарынке.
К этому классуинструментального ПО относятся пакеты типа ISaGRAF (CJ International France),InConrol (Wonderware, USA), Paradym 31 (Intellution, USA), имеющие открытуюархитектуру. Информация с локальных контроллеров может направляться в сеть диспетчерского пункта непосредственно, а также через контроллеры верхнего уровня (см. рис.). В зависимости от поставленной задачи контроллеры верхнего уровня (концентраторы, интеллектуальные или коммуникационные контроллеры) реализуют различные функции. Некоторые из них перечислены ниже: сбор данных с локальных контроллеров; обработка данных, включая масштабирование; поддержание единого времени в системе; синхронизация работы подсистем; организация архивов по выбранным параметрам; обмен информацией между локальными контроллерами и верхним уровнем; работа в автономном режиме при нарушениях связи с верхним уровнем; резервирование каналов передачи данных и др. Верхний уровень — диспетчерский пункт (ДП) — включает, прежде всего, одну или несколько станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера/оператора. Здесь же может быть размещен сервер базы данных, рабочие места (компьютеры) для специалистов и т. д. Часто в качестве рабочих станций используются ПЭВМ типа IBM PC различных конфигураций.

Станции управления предназначены для отображения хода технологического процесса и оперативного управления. Эти задачи и призваны решать SCADA — системы. SCADА — это специализированное программное обеспечение, ориентированное на обеспечение интерфейса между диспетчером и системой управления, а также коммуникацию с внешним миром.
Спектр функциональныхвозможностей определен самой ролью SCADA в системах управления и реализованпрактически во всех пакетах: автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы автоматизации без реального программирования; средства исполнения прикладных программ; сбор первичной информации от устройств нижнего уровня; обработка первичной информации; регистрация алармов и исторических данных; хранение информации с возможностью ее пост-обработки (как правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных); визуализация информации в виде мнемосхем, графиков и т.п.; возможность работы прикладной системы с наборами параметров, рассматриваемых как «единое целое» («recipe» или «установки»).
Рассматривая обобщенную структурусистем управления, следует ввести и еще одно понятие — Micro-SCADA. Micro-SCADA- это системы, реализующие стандартные (базовые) функции, присущие SCADA — системам верхнего уровня, но ориентированные на решение задач автоматизации вопределенной отрасли (узкоспециализированные). В противоположность им SCADA — системы верхнего уровня являются универсальными. Все компоненты системы управления объединены между собой каналами связи. Обеспечение взаимодействия SCADA — систем с локальными контроллерами, контроллерами верхнего уровня, офисными и промышленными сетями возложено на так называемое коммуникационное ПО. Это достаточно широкий класс программного обеспечения, выбор которого для конкретной системы управления определяется многими факторами, в том числе и типом применяемых контроллеров, и используемой SCADA — системой. Более подробная информация о коммуникационном ПО приведена в главе 2. Большой объем информации, непрерывно поступающий с устройств ввода/вывода систем управления, предопределяет наличие в таких системах баз данных (БД). Основная задача баз данных — своевременно обеспечить пользователя всех уровней управления требуемой информацией. Но если на верхних уровнях АСУ эта задача решена с помощью традиционных БД, то этого не скажешь об уровне АСУ ТП. До недавнего времени регистрация информации в реальном времени решалась на базе ПО интеллектуальных контроллеров и SCADA — систем. В последнее время появились новые возможности по обеспечению высокоскоростного хранения информации в БД. Более подробная информация по базам данных реального времени приведена в главе 6. Бурное развитие Интернет не могло не привлечь внимание производителей программного продукта SCADA. Возможно ли применение Интернет — технологий в системах управления технологическими процессами? Если да, то какие решения предлагаются в настоящее время компаниями — разработчиками? Обсуждению этих вопросов посвящена глава 7.Разработка прикладного программного обеспечения СКУ:выбор пути и инструментария
Приступая к разработке специализированного прикладногопрограммного обеспечения (ППО) для создания системы контроля и управления,системный интегратор или конечный пользователь обычно выбирает один изследующих путей: Программирование с использованием «традиционных» средств (традиционные языки программирования, стандартные средства отладки и пр.) Использование существующих, готовых — COTS (Commercial Of The Shelf) — инструментальных проблемно-ориентированных средств.
Для большинства выбор уже очевиден. Процесс разработки ППОважно упростить, сократить временные и прямые финансовые затраты на разработкуППО, минимизировать затраты труда высококлассных программистов, по возможностипривлекая к разработке специалистов-технологов в области автоматизируемыхпроцессов. При такой постановке задачи второй путь может оказаться болеепредпочтительным.
Для сложных распределенных систем процесс разработкисобственного ППО с использованием «традиционных» средств может статьнедопустимо длительным, а затраты на его разработку неоправданно высокими.Вариант с непосредственным программированием относительно привлекателен лишьдля простых систем или небольших фрагментов большой системы, для которых нетстандартных решений (не написан, например, подходящий драйвер) или они неустраивают по тем или иным причинам в принципе.
Итак, выбор пути сделан! Это очень важно, но тогда следуетсделать и второй шаг — «определиться» с инструментальными средствамиразработки ППО.
Программные продукты класса SCADA широко представлены на мировом рынке. Это несколькодесятков SCADA — систем, многие из которых нашли свое применение и в России.Наиболее популярные из них приведены ниже: InTouch (Wonderware) — США; Citect (CI Technology) — Австралия; FIX (Intellution ) — США; Genesis (Iconics Co) — США; Factory Link (United States Data Co) — США; RealFlex (BJ Software Systems) — США; Sitex (Jade Software) — Великобритания; TraceMode (AdAstrA) — Россия; Cimplicity (GE Fanuc) — США; САРГОН (НВТ — Автоматика) — Россия.
При таком многообразии SCADA — продуктов на российском рынкеестественно возникает вопрос о выборе. Выбор SCADA-системы представляет собойдостаточно трудную задачу, аналогичную поиску оптимального решения в условияхмногокритериальности.
Ниже приводится примерный перечень критериев оценки SCADA — систем, которые в первую очередь должны интересовать пользователя. Этотперечень не является авторским и давно уже обсуждается в специальнойпериодической прессе. В нем можно выделить три большие группы показателей: технические характеристики; стоимостные характеристики; эксплуатационные характеристики. Технические характеристики
Программно-аппаратные платформыдля SCADA-систем.
Анализ перечня таких платформнеобходим, поскольку от него зависит ответ на вопрос, возможна ли реализациятой или иной SCADA-системы на имеющихся вычислительных средствах, а такжеоценка стоимости эксплуатации системы (будучи разработанной в однойоперационной среде, прикладная программа может быть выполнена в любой другой,которую поддерживает выбранный SCADA-пакет). В различных SCADA-системах этотвопрос решен по разному. Так, FactoryLink имеет весьма широкий списокподдерживаемых программно-аппаратных платформ:
Операционная система
Компьютерная платформа DOS/MS Windows IBM PC OS/2 IBM PC SCO UNIX IBM PC VMS VAX AIX RS6000 HP-UX HP 9000 MS Windows/NT Системы с реализованным Windows/NT, в основном на РС-платформе.

В то же время в таких SCADA-системах, как RealFlex и Sitex основу программнойплатформы принципиально составляет единственная операционная система реальноговремени QNX.
Подавляющее большинство SCADA-систем реализовано на MSWindows платформах. Именно такие системы предлагают наиболее полные и легконаращиваемые MMI — средства. Учитывая позиции Microsoft на рынке операционныхсистем (ОС), следует отметить, что даже разработчики многоплатформныхSCADA-систем, такие как United States DATA Co (разработчик FactoryLink),приоритетным считают дальнейшее развитие своих SCADA-систем на платформеWindows NT. Некоторые фирмы, до сих пор поддерживавшие SCADA-системы на базеоперационных систем реального времени (ОСРВ), начали менять ориентацию, выбираясистемы на платформе Windows NT. Все более очевидным становится применениеОСРВ, в основном, во встраиваемых системах, где они действительно хороши. Такимобразом, основным полем, где сегодня разворачиваются главные событияглобального рынка SCADA--систем, стала MS Windows NT/2000 на фоне всёускоряющегося сворачивания активности в области MS DOS, MS Windows 3.xx/95.
Имеющиеся средства сетевой поддержки.
Одной из основных черт современного мира системавтоматизации является их высокая степень интеграции. В любой из них могут бытьзадействованы объекты управления, исполнительные механизмы, аппаратура,регистрирующая и обрабатывающая информацию, рабочие места операторов, серверыбаз данных и т.д. Очевидно, что для эффективного функционирования в этойразнородной среде SCADA-система должна обеспечивать высокий уровень сетевогосервиса. Желательно, чтобы она поддерживала работу в стандартных сетевых средах(ARCNET, ETHERNET и т.д.) с использованием стандартных протоколов (NETBIOS,TCP/IP и др.), а также обеспечивала поддержку наиболее популярных сетевыхстандартов из класса промышленных интерфейсов (PROFIBUS, CANBUS, LON, MODBUS ит.д.) Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют практически всерассматриваемые SCADA-системы, с тем только различием, что набор поддерживаемыхсетевых интерфейсов, конечно же, разный.
Встроенные командные языки.
Большинство SCADA-систем имеют встроенные языки высокогоуровня, VBasic-подобные языки, позволяющие генерировать адекватную реакцию насобытия, связанные с изменением значения переменной, с выполнением некоторогологического условия, с нажатием комбинации клавиш, а также с выполнениемнекоторого фрагмента с заданной частотой относительно всего приложения илиотдельного окна.
Поддерживаемые базы данных.
Одной из основных задач систем диспетчерского контроля иуправления является обработка информации: сбор, оперативный анализ, хранение,сжатие, пересылка и т. д. Таким образом, в рамках создаваемой системы должнафункционировать база данных.
Практически все SCADA-системы, в частности, Genesis,InTouch, Citect, используют ANSI SQL синтаксис, который является независимым оттипа базы данных. Таким образом, приложения виртуально изолированы, чтопозволяет менять базу данных без серьезного изменения самой прикладной задачи,создавать независимые программы для анализа информации, использовать уженаработанное программное обеспечение, ориентированное на обработку данных.
Графические возможности.
Для специалиста-разработчика системы автоматизации, такжекак и для специалиста — «технолога», чье рабочее место создается,очень важен графический пользовательский интерфейс. Функционально графическиеинтерфейсы SCADA-систем весьма похожи. В каждой из них существует графическийобъектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций.Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий наборопераций над выбранным объектом, а также быстро обновлять изображение наэкране, используя средства анимации.
Крайне важен также вопрос о поддержке в рассматриваемыхсистемах стандартных функций GUI (Graphic Users Interface). Посколькубольшинство рассматриваемых SCADA-систем работают под управлением Windows, этои определяет тип используемого GUI.Открытость систем
Система является открытой, если для нее определены и описаныиспользуемые форматы данных и процедурный интерфейс, что позволяет подключить кней «внешние», независимо разработанные компоненты.
Разработка собственных программных модулей.
Перед фирмами-разработчиками систем автоматизации частовстает вопрос о создании собственных (не предусмотренных в рамках систем SCADA)программных модулей и включение их в создаваемую систему автоматизации. Поэтомувопрос об открытости системы является важной характеристикой SCADA-систем.Фактически открытость системы означает доступность спецификаций системных (всмысле SCADA) вызовов, реализующих тот или иной системный сервис. Это можетбыть и доступ к графическим функциям, функциям работы с базами данных и т.д.
Драйверы ввода-вывода.
Современные SCADA-системы не ограничивают выбора аппаратурынижнего уровня, так как предоставляют большой набор драйверов или серверовввода-вывода и имеют хорошо развитые средства создания собственных программныхмодулей или драйверов новых устройств нижнего уровня. Сами драйверыразрабатываются с использованием стандартных языков программирования. Вопрос,однако, в том, достаточно ли только спецификаций доступа к ядру системы,поставляемых фирмой-разработчиком в штатном комплекте (система Trace Mode), илидля создания драйверов необходимы специальные пакеты (системы FactoryLink,InTouch), или же, вообще, разработку драйвера нужно заказывать уфирмы-разработчика.
Разработки третьих фирм.
Многие компании занимаются разработкой драйверов,ActiveX-объектов и другого программного обеспечения для SCADA-систем. Этот факточень важно оценивать при выборе SCADA-пакета, поскольку это расширяет областьприменения системы непрофессиональными программистами (нет необходимостиразрабатывать программы с использованием языков С или Basic).Стоимостные характеристики
При оценке стоимости SCADA-систем нужно учитывать следующиефакторы:стоимость программно-аппаратной платформы; стоимость системы; стоимость освоения системы; стоимость сопровождения.Эксплуатационные характеристики
Показатели этой группы критериев наиболее субъективны. Этотот самый случай, когда лучше один раз увидеть, чем семь раз услышать. К этойгруппе можно отнести: удобство интерфейса среды разработки — «Windows — подобный интерфейс», полнота инструментария и функций системы; качество документации — ее полнота, уровень русификации; поддержка со стороны создателей — количество инсталляций, дилерская сеть, обучение, условия обновления версий и т. д.
Если предположить, что пользователь справился и с этойзадачей — остановил свой выбор на конкретной SCADA — системе, то далееначинается разработка системы контроля и управления, которая включает следующиеэтапы: Разработка архитектуры системы автоматизации в целом. На этом этапе определяется функциональное назначение каждого узла системы автоматизации. Решение вопросов, связанных с возможной поддержкой распределенной архитектуры, необходимостью введения узлов с «горячим резервированием» и т.п. Создание прикладной системы управления для каждого узла. На этом этапе специалист в области автоматизируемых процессов наполняет узлы архитектуры алгоритмами, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации. Приведение в соответствие параметров прикладной системы с информацией, которой обмениваются устройства нижнего уровня (например, программируемые логические контроллеры — ПЛК) с внешним миром (датчики технологических параметров, исполнительные устройства и др.) Отладка созданной прикладной программы в режиме эмуляции. В последующих главах на примере двух известных и хорошо зарекомендовавших себя SCADA-систем (InTouch и Citect) рассмотрены основные компоненты, функции и возможности систем диспетчерского управления и сбора данных.
Графический интерфейс
Средства визуализации — одно из базовых свойств SCADA — систем. В каждой из них существует графический объектно — ориентированныйредактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторнаяграфика дает возможность осуществлять широкий круг операций над выбраннымобъектом. Объекты могут быть простыми (линии, прямоугольники, текстовые объектыи т. д.) и сложные. Возможности агрегирования сложных объектов в разных SCADA — системах различны. Все SCADA — системы включают библиотеки стандартныхграфических символов, библиотеки сложных графических объектов, обладают целымрядом других стандартных возможностей.
Но, тем не менее, каждая SCADA — система по-своему уникальнаи, несмотря на поддержание стандартных функций, обладает присущими только ейособенностями. При рассмотрении графических возможностей SCADA — систем InTouchи Citect предполагается обратить внимание не только на возможностиинструментариев по созданию графических объектов, но и на другиепредоставляемые пользователю услуги, облегчающие и ускоряющие процессразработки приложений (проектов).Графические средства InTouch
Компоненты средыразработки InTouch: WindowMaker — инструментальная среда разработки приложений; Application Explorer — представление приложения в иерархическом виде с доступом к любому компоненту приложения и многим часто используемым командам и функциям WindowMaker.
Проект, созданный в пакете InTouch, представляет собой наборокон (Window) с различными графическими и текстовыми объектами.Окна в InTouch
Свойствакаждого окна (наличие заголовка, цвет фона, размеры и т. д.) определяются приего создании. Создание нового окна производится в среде разработки WindowMakerщелчком по иконке панели инструментов General или командой File/New Window. Наэкране появится диалог Window Properties (Свойства окна, рис. 2).
/>
Рис. 2. Диалог Window Properties (Свойства окна).

Каждое окно должно иметь свое имя для его идентификации в приложении (Name).Цвет фона создаваемого окна выбирается из цветовой палитры, вызываемой на экранщелчком по окошку Window Color.

В поле Comment можно ввести комментарий, связанный с этим окном(необязательно). Эта информация нужна только для документирования и неиспользуется приложением.
InTouch предлагает три типа окон (Window Туре): Replace (заменяющее) — закрывает все существующие окна, перекрываемые им при появлении на экране, включая окна типа Popup и другие окна типа Replace. Overlay (перекрывающее) — появляется поверх всех отображаемых в текущий момент окон. Когда окно типа Overlay закрывается, все скрываемые им окна восстанавливаются. Щелчок мыши по любому видимому участку лежащего ниже окна приводит к переходу его на передний план. Popup (всплывающее) — похоже на окно типа Overlay, только оно всегда остается поверх всех других открытых окон. Окно закрывается после соответствующей команды пользователя.
Выбор типа создаваемогоокна производится включением соответствующей кнопки в поле Window Туре.
В поле Frame Style (стиль обрамления) выбирается необходимый стиль обрамленияокна: Single — окно с рамкой, допускается заголовок; Double — окно с рамкой без заголовка; None — окно без рамки и заголовка.
Чтобы у окна была полосас заголовком, где выводится имя окна, включают опцию Title Bar. Эта полосатакже служит для перемещения окна при захвате ее мышью. При выборе этой опции отключатсяопции Double и None для стиля обрамления.
Для возможности изменения размеров окна, когда оно откроется в WindowMaker,следует выбрать опцию Size Controls (управление размером).
В группе полей Dimentions определяются текущие размеры и положение окна нарабочем поле: X Location — расстояние в пикселях между левым краем рабочего поля WindowMaker и левым краем описываемого окна; Y Location — расстояние в пикселях между верхним краем рабочего поля WindowMaker и верхним краем описываемого окна; Window Width — ширина окна в пикселях; Window Height — высота окна в пикселях.
По умолчанию при создании нового окна эти параметры примутзначения предыдущего (последнего) созданного окна.
Кнопка Scripts (скрипты) дает возможность войти в диалогWindow Script для создания оконного сценария.
Для унификации внешнего вида окон приложения и сокращениясроков разработки приложений InTouch предлагает несколько приемов.
Один из таких приемов — дублирование окон. Создание копийокон выполняется командой File/ Save Window As. Для быстрого доступа к этойкоманде можно воспользоваться меню правой кнопки мыши (см. ниже).
Второй прием, который также позволяет экономить времяразработки приложения — импорт окон. Можно повторно использовать все ранеесозданные окна, объекты и скрипты. Чтобы импортировать окна из другого InTouch- приложения, необходимо воспользоваться командой File/ Import.
Интерфейс WindowMaker с открытым окном представлен на рис. 3.
/>
Рис. 3. Интерфейс WindowMaker.

Сверху экрана расположена строка меню, включающая опции для работы с окнами,редактирования и выравнивания объектов в окне, настройки инструментариев,текста, толщины и стиля линий и т. д.
Слева от рабочего поля видно меню Application Explorer,которое может быть выведено в интерфейс WindowMaker или закрыто нажатиемсоответствующей иконки инструментария.Объекты и их свойства
Простые объекты.
WindowMaker поддерживает четыре базовых типа простых объектов: линии,заполненные контуры, текст и кнопки. Каждый из этих простых объектов имеетсвойства, влияющие на его внешний вид. Такими свойствами являются цвет линии,цвет заполнения, высота, ширина, ориентация и т. д., и они могут бытьстатическими или динамическими. Линия — это объект, представляющий собой один или несколько связанных отрезков. Толщина линии и ее стиль являются статическими свойствами линии, присваиваемыми ей во время создания, и лишь цвет линии может быть связан с анимационной функцией. Заполненный контур (прямоугольник, скругленный прямоугольник, круг, эллипс, многоугольник) представляет собой двухмерный объект. К динамическим свойствам такого объекта относятся цвет контурной линии, цвет заполнения, насыщенность цвета заполнения, высота, ширина, расположение, видимость и ориентация. Текст представляет собой последовательность символов. К статическим свойствам текста относятся тип шрифта, его размер, выделение, курсив, подчеркивание, выравнивание. Анимационные свойства шрифта — цвет, видимость и расположение. Кнопка — часто используемый объект при создании операторских интерфейсов. С кнопками могут быть связаны функции различных типов. Нажатие кнопки может вызвать выполнение скриптов, кнопкой можно производить ввод аналоговых и дискретных величин и т. д.
Текстна кнопке редактируется с помощью команды Special/Substitute Strings… Приэтом текстовое поле может содержать только одну строку.

Один и тот же объект может иметь набор различных динамических свойств.Комбинации этих свойств предоставляют возможность создавать на экране в режимеисполнения (Runtime) практически любые динамические эффекты. Для установкидинамических свойств надо прежде всего вызвать на экран диалог их выбора(рис.4). Это достигается командой Special/Animation Link или двойным щелчкомлевой кнопки мыши на объекте.
/>
Рис. 4. Диалог выбора динамических свойств объекта.

Все динамические связи можно разделить на две группы: Touch Links (леваяколонка) и Display Links (три колонки справа). С помощью свойств Touch Linksвыполняется какой — либо ввод в систему. Свойства Display Links осуществляютвывод информации на экран дисплея.

Нажатие на любую клавишу диалога (рис. 4) вызывает появление нового диалога дляопределения соответствующего свойства объекта. Количество диалоговсоответствует количеству динамических свойств (кнопок) диалога выбора. Вседиалоги различны, но большинство из них имеет общие характеристики: окно типа объекта; одинаковую палитру цветов; быстрый вызов словаря переменных; быстрый доступ к полям переменных; поддержку правой кнопки мыши в полях Tagname (имя переменной) и Expression (выражение).
Нарис.5 приведен диалог для определения свойств объекта (кнопки), управляющегозначением дискретной переменной.
/>
Рис.5. Диалог определения свойств кнопки.

Завершение работы с диалогом производится нажатием кнопки Ok. Если переменнаяполя Tagname была ранее определена в словаре переменных данного приложения,пользователь возвращается в диалог выбора динамических свойств объекта (рис. 4).Можно либо продолжить определение других динамических свойств для данногообъекта, либо, нажав Ok, вернуться на поле разработки окна приложения.
Сложные объекты. Символ — это некоторая комбинация простых объектов, которые обрабатываются как один объект. Любое изменение статических или динамических свойств символа влияет на все составляющие символа. Например, если создать символ «насос» из двух кругов и двух прямоугольников и присвоить ему динамическое свойство Fill Color (цвет заполнения), то это свойство будет распространяться на все четыре простых объекта.
Различные объекты символа могут иметь разные значения одного и того же свойства, если они были присвоены этим объектам до объединения в символ. Bitmap — объекты, кнопки, компоненты не могут быть включены в состав символа. Компонент — это совокупность двух или более объектов, символов или других компонентов, образующих единый элемент. Они создаются путем выбора двух и более объектов, символов или компонентов и последующего запуска команды Arrange/Make Cell. Компоненты реализуют пространственную взаимосвязь между составляющими их графическими элементами. Каждая составляющая компонента может иметь свои собственные динамические свойства. Компоненты используются для таких виртуальных устройств, как панель управления контроллером, движковый регулятор и т. д.
Компонент не может менять свой размер, ему нельзя присваивать динамические свойства (внутри компонента есть объекты и символы со своими динамическими свойствами). Нельзя изменять и статические свойства (внешний вид). Для изменения статических и динамических свойств компонента его надо разобрать на составные части командой Arrange/Break Cell. Однако компоненты можно дублировать, копировать, вставлять, выравнивать, перемещать и т. д.
Мастер-объект- это предварительно созданный компонент с определенными статическими идинамическими свойствами, находящийся в библиотеке мастер-объектов (Wizards) идоступный для многократного применения. Но, в отличие от компонента,динамические свойства которого настраиваются для каждой составляющей отдельнодо объединения в компонент, динамические свойства мастер-объекта быстронастраиваются с помощью специализированного диалога. Другими словами, фирмаWonderware провела большую работу и создала огромное количество мастер-объектов(несколько тысяч), определив для каждого из них механизм быстрой настройкистатических и динамических свойств. Все эти мастер-объекты разделены на большоеколичество групп и размещены в соответствующей библиотеке. Доступ к нейосуществляется нажатием иконки Wizard в интерфейсе WindowMaker, что вызываетпоявление на экране диалога Wizard Selection (Выбор мастер-объекта. В левойчасти диалога — список групп мастер-объектов, включающий такие категории, какButtons (кнопки), Sliders (ползунковые регуляторы), Switches (переключатели) ит. д.
В правой части диалога приведены все мастер-объекты выбранной в данный моментгруппы. Двойной щелчок по требуемому мастер-объекту возвращает пользователя вокно разработки приложения. Курсор принимает форму уголка с символом. Наконец,щелчок мыши на свободном месте окна приводит к появлению мастер-объекта в окнеприложения. Для его конфигурирования (определения динамических свойств) следуетдважды щелкнуть на мастер-объекте.
/> Например, двойной щелчок по кнопке Momentary Button (кнопка запуска), предварительно вставленной в окно приложения, выводит на экран диалог конфигурирования этой кнопки (рис.6).

Достаточно ввести имя дискретной переменной, желаемый текст на кнопке, отметитьнесколько опций и нажать Ok. Инструмент Bitmap инструментальной панелирисования позволяет копировать и встраивать в приложение InTouch растровыеобъекты (совокупность точек). С помощью него создается «контейнер»для последующей вставки объекта из папки обмена Windows либо файлов срасширением .BMP, .JPG, .PCX, .TGA. Для WindowMaker растровое изображение являетсяединым объектом. Невозможно ни анимировать его отдельные части, ни вставлятьBitmap — объекты в символы (можно вставлять в компоненты). Такой объект можноразвернуть на рабочем поле на 90, 180, 270, 360 градусов, а также определитьдля него цвет «прозрачности», чтобы через него можно было видеть идругие объекты.
· Тренды. InTouch предлагает пользователю два сложных объекта типа тренд: трендреального времени и исторический (архивный) тренд. Эти объекты позволяютотображать в виде графиков значения данных реального времени (4 пера) иархивных данных (8 перьев). Оба типа трендов создаются при использованииспециальных инструментов панели рисования окна WindowMaker с последующимконфигурированием. Подробная информация по созданию и конфигурированию трендовбудет приведена в соответствующей главе.

Подводя итог описанию графических средств пакета InTouch, следует отметить, чтофирма Wonderware в этом плане предлагает потребителю хороший наборвозможностей: богатый, традиционный для пользователей Windows инструментарий; меню правой кнопки мыши для окон, графических объектов и полей диалогов; широкий спектр динамических свойств объектов; огромную библиотеку мастеров-объектов (Wizards). Организация взаимодействия с контроллерами
Современные SCADA — системыне ограничивают выбора аппаратуры нижнего уровня (контроллеров), так какпредоставляют большой набор драйверов или серверов ввода/вывода и имеют хорошоразвитые средства создания собственных программных модулей или драйверов новыхустройств нижнего уровня.

Для подсоединения драйверов ввода/вывода к SCADA — системе в настоящее времяиспользуются следующие механизмы: ставший стандартом de facto динамический обмен данными (DDE); собственные протоколы фирм-производителей SCADA — систем, реально обеспечивающие самый скоростной обмен данными; новый OPC — протокол, который, с одной стороны, является стандартным и поддерживается большинством SCADA — систем, а с другой стороны, лишен недостатков протоколов DDE.
Изначально протокол DDEприменялся в первых человеко — машинных интерфейсах в качестве механизмаразделения данных между прикладными системами и устройствами типа ПЛК(программируемые логические контроллеры). Для преодоления недостатков DDE,прежде всего для повышения надежности и скорости обмена, разработчикипредложили свои собственные решения (протоколы), такие как AdvancedDDE илиFastDDE — протоколы, связанные с пакетированием информации при обмене с ПЛК исетевыми контроллерами. Но такие частные решения приводят к ряду проблем: для каждой SCADA — системы пишется свой драйвер для поставляемого на рынок оборудования; в общем случае, два пакета не могут иметь доступ к одному драйверу в одно и то же время, поскольку каждый из них поддерживает обмен именно со своим драйвером.
Основная цель OPC стандарта(OLE for Process Control) заключается в определении механизма доступа к даннымс любого устройства из приложений. OPC позволяет производителям оборудованияпоставлять программные компоненты, которые стандартным способом обеспечатклиентов данными с ПЛК. При широком распространении OPC — стандарта появятсяследующие преимущества: OPC позволят определять на уровне объектов различные системы управления и контроля, работающие в распределенной гетерогенной среде; OPC — устранят необходимость использования различного нестандартного оборудования и соответствующих коммуникационных программных драйверов; у потребителя появится больший выбор при разработке приложений.
С OPC — решениями интеграция в гетерогенные (неоднородные)системы становится достаточно простой. Применительно к SCADA-системам OPCсерверы, расположенные на всех компьютерах системы управления производственногопредприятия, стандартным способом могут поставлять данные в программувизуализации, базы данных и т. п., уничтожая, в некотором смысле, само понятиенеоднородной системы.Аппаратная реализация связи с устройствамиввода/вывода
Для организациивзаимодействия с контроллерами могут быть использованы следующие аппаратныесредства: COM — порты.
В этом случае контроллер или объединенные сетью контроллеры подключаются по протоколам RS-232, RS-422, RS-485. Сетевые платы.
Использование такой аппаратной поддержки возможно, если соответствующие контроллеры снабжены интерфейсным выходом на Ethernet. Вставные платы.
В этом случае протокол взаимодействия определяется платой и может быть уникальным. В настоящее время предлагаются реализации в стандартах ISA, PCI, CompactPCI.
Прикладные протоколы, используемые для организациивзаимодействия с контроллерами, оставлены за границей этой книги.Серверы ввода/вывода в InTouch
При функционировании InTouch — приложения в реальном времениинформация обо всех его переменных хранится в базе данных. К такой информацииотносятся имя переменной, ее тип, минимальное и максимальное значения, уставки,способ отображения (дисплей, журнал) и т. д., а также информация окоммуникационных каналах, по которым происходит обмен данными междутехнологическим процессом и приложением.
InTouch — приложение поддерживает взаимодействие с DDE и OPC-серверами. Именнона организации взаимодействия с ними и остановимся ниже.Поддерживаемые коммуникационные протоколы
DDE (Dynamic DataExchange — динамический обмен данными) представляет собой коммуникационныйпротокол, разработанный компанией Microsoft для обмена данными между различнымиWindows — приложениями. Этот протокол реализует взаимосвязи типа клиент — сервер между двумя одновременно исполняющимися программами.
В InTouch поддерживается также пакетированный DDE — обмен — FastDDE. Применениепоследнего заметно повышает эффективность и производительность обмена даннымиблагодаря уменьшению общего количества DDE — пакетов, которыми клиент и серверобмениваются между собой. Но принципиальные недостатки, связанные с надежностьюи зависимостью от количества загруженных в текущий момент приложений Windows,остались. Необходимость в появлении более совершенного технологичного протоколасозрела! Но следует отметить, что отказ от DDE-механизма происходит немгновенно хотя бы потому, что в мире наработано большое количество DDE — серверов.
С целью расширения возможностей стандартного протокола DDE на локальную сетькомпания Wonderware предложила NetDDE. Он позволяет приложениям, запущенным наобъединенных в локальную сеть компьютерах, вести DDE — обмен. Позднее NetDDEлицензируется компанией Microsoft и поставляется в дистрибутивном пакетеWindows. Следует отметить и то, что NetDDE допускает обмен информацией междуприложениями на IBM PC и приложениями на машинах другого типа с операционнойсистемой VMS или UNIX. Компания Wonderware предлагает и инструментальныесредства для разработки DDE-серверов, в том числе и для не-Windows-платформ.
Протокол SuiteLink был специально разработан фирмой Wonderware для того, чтобыудовлетворить таким требованиям, как целостность данных, высокая производительностьи простота диагностики. В основе протокола SuiteLink лежит протокол TCP/IP.SuiteLink не является заменой протоколам DDE, FastDDE и NetDDE. Новый протоколразработан для поддержания быстродействующих промышленных систем и обладаетследующими характеристиками: Передача данных осуществляется в формате VTQ (Value, Time, Quality — значение, время, качество), в соответствии с которым каждая пересылаемая клиенту единица информации сопровождается метками времени и качества данных. Благодаря системному монитору операционной системы Windows NT (Performance Monitor) стал возможным расширенный анализ производительности по передаче данных, степени загрузки сервера, степени потребления ресурсов компьютера и сети, что особенно важно для проектирования и сопровождения больших распределенных промышленных сетей. Поддержка обмена данными между приложениями происходит независимо от того, исполняются ли эти приложения на одном узле сети или на разных.
Дляреализации функций OPC — клиента Wonderware предлагает OPCLink — сервер,преобразующий OPC в SuitLink — протокол.
В материалах, предложенных компанией Wonderware, отмечается, что большинствореализованных OPC-серверов создают для каждого подключаемого к серверу клиентановый канал связи или нить. Для текущей обработки каждого клиента сервер долженпереключаться между нитями. Каждая нить использует DCOM (Distributed ComponentObject Model) для организации обмена данными, и DCOM также управляетпереключением нитей. В итоге возможна достаточно низкая производительность в сети.
Тесты, проведенные фирмой Wonderware, показали, что при обслуживанииOPC-сервером 7 клиентов (при передаче 4 целых чисел в режиме обновления) серверна 95% занимал ресурсы CPU. Это означает, что ресурсы компьютера практическицеликом были заняты переключением нитей и DCOM- процедурами.
Поэтому на текущем этапе параметры производительности протокола SuiteLinkпревосходят параметры DCOM. Поставляемый в комплекте FactorySuite (Wonderware)OPCLink Server обеспечивает прием информации с OPC- сервера и передачу ее попротоколу SuiteLink в SCADA — систему InTouch и наоборот. Именно OPCLink Serverрекомендуется устанавливать на одном узле с OPC- сервером, чтобы для сетевыхпередач использовался SuiteLink- протокол, а не DCOM (рис.7).
/>
Рис. 7. Использование SuiteLink — протокола в SCADA — системах.

Все описанные ниже особенности адресации распространяются и на OPC-серверы содним лишь ограничением. При разработке InTouch — приложения создается каналсвязи с OPCLink — сервером (как с любым другим SuiteLink — сервером). Норекомендуется использовать встроенный в InTouch OPC Browser для упрощениявыбора параметров конфигурации подключаемого OPC — сервера. Особенности адресации в InTouch
ВInTouch вышеуказанные механизмы положены в основу обмена данными междуприложениями InTouch и DDE и SuiteLink — серверами, которые, в свою очередь,связаны коммуникационными каналами с устройствами нижнего уровня(контроллерами).

Так как InTouch предназначен для разработки и поддержания интерфейса сбораданных и диспетчерского управления (рис.8), среда исполнения WindowViewer привзаимодействии с контроллерным уровнем выступает, как правило, в ролиприложения — клиента (узел View), запрашивающего данные у приложения — сервера(I/O Server).
/>
Рис.8. Обмен данными между InTouch — приложением и технологическим процессом.

Через сервер ввода/вывода InTouch — приложение имеет возможность читать данныеиз контроллера или писать данные в него. Процесс обмена информацией InTouch — приложения с контроллером можно представить следующей схемой
Здесь и встает один из главных вопросов организации обмена с серверамиввода/вывода: каким образом обеспечить клиенту доступ к запрашиваемой иминформации?
Для организации обмена с приложением определяются каналы обмена или каналыдоступа, характеризующиеся следующими параметрами: имя узла (Node Name); имя приложения ( Application Name ); имя группы данных или топик (Topic Name ); имя элемента ( Item Name ).
Имяприложения — это имя программы Windows, которая выполняет функции DDE, FastDDE,SuiteLink — серверов. Имя группы данных (топика) определяется приконфигурировании сервера на прием или передачу группы данных, которыми сервербудет обмениваться с контроллером или объединенными в сеть контроллерами.Определенные параметры группы (топика) зависят от конкретного сервера (поэтомурекомендуется изучать документацию и справочную систему выбранного сервера).Например, при использовании Modbus — сервера, позволяющего обеспечитьвзаимодействие с контроллером Modicon Micro 984 PLC, в качестве имениприложения (Application Name) должен быть Modbus, в качестве имени группы илитопика (Topic Name) вводится любое имя (текстовая строка), но среди необходимыхпараметров группы из списка выбирается имя контроллера Modicon 984 PLC. А вкачестве имени элемента (Item Name) следует выбирать название конкретногорегистра контроллера (например, 40001 для контроллера Modicon Micro 984). Чтобыузнать правильный синтаксис имени элемента, необходимый для конкретных PLC,нужно обратиться к руководству по соответствующему серверу.

Определены все компоненты коммуникационного канала. С учетом введенных понятийсхема обмена информацией для рассмотренного выше примера будет выглядетьследующим образом (рис.9).
/>
Рис. 9. Обмен информацией на примере Modbus — сервера.

Фирма Wonderware предлагает DDE и SuiteLink — серверы, которые поддерживаютболее 800 типов контроллеров основных производителей и различные протоколы.
Если нужного драйвера все-таки нет, можно воспользоватьсяпакетом разработки драйверов FactorySuite Toolkit.
Схемы, приведенные на рис. 9, интерпретируют стандартныйобмен информацией между узлом (приложением) View и контроллером (ПЛК) в режимесбора данных и управления. В этом режиме, как уже было сказано выше, приложениеView — клиент по определению.Обмен данными с другими приложениями
Ноприложения InTouch могут взаимодействовать не только между собой, но и сдругими Windows — приложениями. Одним из известных примеров такого приложенияявляется Microsoft Excel. InTouch — приложение может считывать и записыватькакие — либо значения в любую клетку открытой в Excel электронной таблицы.Аналогично и программа Excel может читать и записывать информацию в базу данныхInTouch — приложения. Данный механизм обеспечивает одновременное обновлениеданных в одном приложении при изменении их значений в другом.

Если клиентом (приложением, запрашивающим информацию) по — прежнему являетсяузел View, то Excel — это приложение, поставляющее информацию (сервер). Вкачестве группы или топика (Topic) тогда будет выступать имя таблицы Excel, аэлемент обмена информацией — ячейка в таблице Excel (табл.2.1, вариант 1).

Когда клиентом является приложение Excel, а сервером — приложение View, группойв этом случае всегда является словарь переменных InTouch (база данных) с именемTagname. Элементом обмена будет элемент базы данных — имя переменной (табл.2.1,вариант 2).
Таблица 2.1. Приложение-клиент Приложение-сервер Группа Элемент View Excel Sheet1.XLS R1C1 Excel View Tagname R_Level

В случае обмена данными по сети с использованием пакета Wonderware NetDDEнеобходимо к трехуровневой структуре адреса добавить четвертый уровень — имяудаленного узла сети (Node Name).
Подводя итог вышесказанному, следует подчеркнуть, чтоинформация по доступу к данным устройств ввода/вывода или других приложений должнахраниться в приложении (в словаре переменных). И разработчику вInTouch-приложении важно подключиться к вышеописанному каналу доступа. Дляэтого в InTouch необходимо определить имя доступа Access Name и связать его спеременной приложения.Определение имени доступа в словаре переменныхInTouch
ВInTouch — приложениях вся информация о переменных приложения хранится в TagnameDictionary (Словарь переменных). Это не что иное, как база данных реальноговремени — один из центральных компонентов InTouch.
При определении переменной в базе данных InTouch запрашивает определеннуюинформацию о каждой переменной, например, имя переменной, ее тип, имя доступа ит. д.
В пакете InTouch используется два базовых типа переменных — Memory (внутренние)и I/O (переменные ввода/вывода).
Переменные типа Memory могут быть использованы для создания различных системныхконстант, моделирования элементов системы управления и в вычисляемыхпеременных, доступных другим Windows — программам.
Все переменные, которые получают или передают свое значение другой Windows — программе, должны иметь тип ввода/вывода (I/O). В эту категорию попадаютпеременные, которые посредством канала доступа (Access Name) принимают илиотправляют данные из/в серверов ввода/вывода, других приложений InTouch, другихпрограмм Windows.
Определение новой переменной в базе данных InTouch, как и просмотр, имодификация атрибутов уже существующих переменных, производится в диалогеTagname Dictionary (рис.10). Доступ к этому диалогу осуществляется командойSpeсial/Tagname Dictionary в окне среды разработки WindowMaker или двойнымщелчком по иконке Tagname Dictionary в окне Application Explorer.
/>
Рис. 10. Диалог Tagname Dictionary (Словарь переменных).

Поля Tagname и Comment предназначены для ввода имени переменной исоответствующего комментария. По умолчанию включена опция Read/Write(чтение/запись). Можно отметить и опцию Read Only, если в процессе исполненияWindowViewer должен только читать значение переменной.
В любое время в режиме проектирования можно открыть списокпеременных приложения щелчком по кнопке Select для выбора соответствующейпеременной, просмотра списка или модификации атрибутов. Диалог Select Tag(выбор переменной) представлен на рис.11.
/>
Рис. 11. Диалог Select Tag (выбор переменной).

Для каждой переменной в этом диалоге приведена следующая информация: имяпеременной, ее тип, имя доступа, группа аларма и комментарий.
Группа алармов (Alarm group, рис.11) для переменнойопределяется в диалоге, вызываемом нажатием кнопки Group диалога TagnameDictionary. Все, что касается алармов, рассматривается в соответствующемразделе ниже.
Выбор типа переменной осуществляется в диалоге Tag Types(тип переменной, рис. 12), вызываемом на экран нажатием кнопки Туре диалогаTagname Dictionary.
/>
Рис. 12. Диалог Tag Types (тип переменной).

В этом диалоге представлен полный список основных типов переменных InTouch.Выбор завершается отметкой соответствующей опции и щелчком по Ok.
После выбора типа переменной программа возвращает пользователя в диалог TagnameDictionary (Словарь переменных). При этом будет открыт и дополнительный диалогподробного описания переменной, содержание которого зависит от выбранного типа.Кнопка Access Name (имя доступа) используется для определения канала обмена(канала доступа) с сервером, с которым будет связана описываемая переменная.Имя доступа Access Name определяется именем узла, именем приложения и именемгруппы или топика. Имя топика должно совпадать с соответствующим именем,заданным при конфигурировании DDE, SuiteLink-сервера. Имя элемента, каккомпонента многоуровневого адреса, определяется в поле Item (рис.13).
В распределенных системах InTouch имя доступа может быть определено либо каклокальный адрес, либо как глобальный.
Локальные адреса используются в том случае, когда View — узлы имеют своисерверы ввода/вывода. На рис. 13 узлы исполнения (View — узлы), каждый со своейкопией одного и того же приложения, ссылаются на свои собственные источникиданных ввода/вывода (серверы ввода/вывода).
/>
Рис. 13. Сеть View – узлов с собственными серверами ввода/вывода.

Поэтому при определении канала доступа к информации ввода/вывода достаточнотрехуровневого адреса (Application — приложение, Topic — объект, Item — элемент). Имя узла (Node) в этом случае опускается. Щелчок по кнопке AccessName (рис.2.3.8) вызывает на экран одноименный диалог. Этот диалог предназначендля определения нового канала доступа (кнопка Add), модификации существующего(Modify) или удаления (Delete). Щелчок по кнопке Add вызывает диалогопределения нового канала доступа. В качестве имени (канала) доступа (AccessNames) рекомендуется выбирать имя группы или топика (Topic Name). Следуетподчеркнуть, что поле Node Name (имя узла) оставлено пустым. Щелчок по кнопкеOk возвращает пользователя в диалог Access Names (имена доступа) с определеннымименем доступа.
Глобальные адреса источников данных ввода/вывода позволяют нескольким View — узлам обращаться к одному и тому же серверу ввода/вывода. Такой подходпредоставляет возможность отказаться от нескольких серверов ввода/вывода,однако менее защищен от отказов (рис.14).
/>
Рис.14. Архитектура с двумя View — узлами и сервером ввода/вывода.

Два View — узла исполняют идентичные копии одного и того же приложения иссылаются на один и тот же источник ввода/вывода (I/O сервер). Поэтому приопределении канала доступа к информации ввода/вывода необходимо использоватьчетырехуровневый адрес (Node — узел, Application -приложение, Topic — объект,Item — элемент).
При выборе имени доступа действует то же правило, что и прилокальной адресации: рекомендуется, чтобы это имя совпадало с именем группыданных или топика (Topic Name). Но поле Node Name (имя узла) необходимозаполнить. В качестве этого имени при глобальной адресации выбирают имя узла,на котором установлен сервер ввода/вывода, являющийся источником данных длянескольких приложений.
Для каждой переменной ввода/вывода задается атрибут AccessName. С одним именем доступа, как правило, связано большое количествопеременных. Распределение переменных по группам (топикам) — произвольное. Нодля оптимизации функционирования серверов рекомендуется в одну группу относитьпеременные с одинаковой частотой обновления. В противном случае частота,задаваемая при конфигурировании топика в сервере, должна соответствоватьминимальному временному кванту. Желательно на этапе конфигурирования сервераопределить группы (топики) для каждого частотного диапазона и в соответствии сэтими группами создать имена доступа (Access Name) в InTouch (лучше даже, чтобыимена групп совпадали с именами доступа). А далее каждую описываемую вInTouch-приложении переменную типа I/O связывать с подходящим именем доступадля обеспечения рационального пакетирования данных.Тренды в SCADA — системах
Графическое представление значений технологическихпараметров во времени способствует лучшему пониманию динамики технологическогопроцесса предприятия. Поэтому подсистема создания трендов и хранения информациио параметрах с целью ее дальнейшего анализа и использования для управленияявляется неотъемлемой частью любой SCADA — системы.
Тренды реального времени (Real Time) отображают динамическиеизменения параметра в текущем времени. При появлении нового значения параметрав окне тренда происходит прокрутка графика справа налево. Таким образом текущеезначение параметра выводится всегда в правой части окна.
Тренды становятся историческими (Historical) после того, какданные будут записаны на диск и можно будет использовать режим прокруткипредыдущих значений назад с целью посмотреть прошлые значения. Отображаемыеданные тренда в таком режиме будут неподвижны и будут отображаться только заопределенный период.Тренды в InTouch
InTouch предлагает пользователю оба типа графическихобъектов, называемых трендами: тренд реального времени и исторический(архивный) тренд. Тренды реального времени дают возможность создавать графикиизменения во времени четырех переменных (4 пера), в то время как дляисторических трендов можно конфигурировать до восьми перьев в одном объекте.Количество объектов типа «тренд» в приложении, в том числе и в одномокне, не ограничено.
Оба типа трендов создаются c использованием специальныхграфических объектов инструментальной панели WindowMaker. InTouch такжеобеспечивает полный контроль над конфигурированием трендов. Для примера, можноопределить диапазон времени, область значений, разрешение сетки, размещениевременных отметок, число перьев и атрибуты цвета и т. д. Допускается переконфигурированиеархивного тренда на этапе исполнения приложения (в Runtime).Архивирование (регистрация) значений переменной
При работе системы в режиме WindowViewer (среда исполнения)InTouch может производить запись значений переменных в регистрационный файл.Для того, чтобы архивирование переменной выполнялось, необходимо включить опциюLog Data (регистрация данных) при определении переменной в диалоге TagnameDictionary.
Запись в регистрационный файл производится всякий раз при изменении переменнойна величину, превышающую порог для архивирования (Log Deadband), и по умолчаниюодин раз в час, если значение переменной за это время не изменилось. Поле LogDeadband находится в диалоге детального описания целой или вещественнойпеременной.
Чтобы значения переменных, для которых опция Log Data разрешена, записывались врегистрационные файлы, необходимо общее разрешение глобальной функциирегистрации. Его задают в диалоге Historical Logging Properties (параметрыархивирования, рис. 15), который вызывается на экран командойSpecial/Configure/Historical Logging. В этот диалог можно также войти из окнаApplication Explorer.
/>
Рис.15. Диалог Historical Logging Properties.

Включение опции Enable Historical Logging дает общее разрешение нарегистрацию значений переменных. Срок хранения регистрационных файлов на диске(исключая текущий день) определяется в поле Keep Log Files for в днях. Если вэто поле введено значение 0, файлы будут храниться бесконечно долго.Регистрационные файлы могут быть размещены в каталоге приложения (опция поумолчанию Store Log Files in Application Directory). В противном случае следуетотметить опцию Store Log Files in Specific Directory (хранить файлы в иномкаталоге) и ввести полный путь до каталога, в котором будут хранитьсярегистрационные файлы (при работе с распределенными архивами — полный сетевойпуть). Отображение трендов
Тренды реального времениявляются динамическими объектами. Они позволяют выводить изменения значенийпеременных, как только они происходят для любой конкретной переменной или длявыражения, которое содержит одну или несколько переменных. Данные будутпоявляться в окне тренда и двигаться справа налево.
Чтобы создать тренд реального времени, необходимо: выбрать инструмент тренд реального времени в панели инструментов WindowMaker; щелкнуть в окне, затем переместить мышь по диагонали и сформировать прямоугольник необходимого размера; отпустить кнопку мыши, что вызовет появление тренда реального времени в окне (рис.16).
/>
Рис.16. Объект «тренд реального времени».
При создании тренда реального времени настройки егоконфигурации устанавливаются по умолчанию (настройки предыдущего тренда).
Для конфигурирования тренда реального времени следует либодважды щелкнуть на созданном объекте, либо, предварительно выбрав объект,запустить команду Special/Animation Links. На экране появится диалог Real TimeTrend Configuration (конфигурирование тренда реального времени). Среди настроекэтого диалога можно отметить диапазон времени, охватываемый трендом (TimeSpan), частоту вывода значение переменной (Interval), разрешение сетки побольшим и малым делениям горизонтальной и вертикальной осей (Time Division,Value Division), цвета фона и рамки графика (Color). Конфигурирование перьевтренда включает выбор имени переменной или выражения, цвета и толщины линии длякаждого пера (поле Expression). Для повышения производительности системыследует отметить опцию Only update when in memory (обновлять, когда в памяти).В этом случае обновление данных тренда будет производиться только в моменты,когда окно с трендом отображается на дисплее (находится в RAM). Есть и другиеспособы повышения производительности при работе с трендами реального времени(уменьшение толщины линии графика, уменьшение частоты выводы значенийпеременной). Например, если установлен диапазон времени (Time Span) в 30 минут,а частота вывода — 2 секунды, то число измерений, которые нужно провести закаждые 30 минут, будет равно 900 (30 * 60/2 = 900). При частоте выводе в 5секунд число измерений существенно уменьшается: 30 * 60/5 = 360. Исторические(архивные) тренды не являются динамическими. Они обеспечивают «снимок»состояния данных за прошедшее время, то есть по архивным данным. В отличие оттрендов реального времени исторические тренды обновляются только по команде — при запуске скрипта, изменении значения выражения или нажатии операторомсоответствующей кнопки. При конфигурировании архивного тренда можно создать«визиры» (ползунки, бегунки), с помощью которых удобно получитьзначения всех отображаемых переменных на один и тот же момент времени. Бегункиархивного тренда представляют собой позиционные индикаторы на временной оси,положение которых определяет объем извлекаемых данных. Связав объект«движковый регулятор» с полем бегунка, можно осуществлять перемещениевдоль архивного тренда. Кроме того, имеются функции вычисления среднего,минимального и максимального значений в определенном бегунком положении. Можносоздать правый и левый бегунки и производить обработку данных кривой,расположенной между бегунками. Вычисляются следующие величины: среднее,минимальное, максимальное, отношение мин/макс и стандартное отклонение. Взависимости от положения бегунков на оси можно реализовать и другие функции(увеличение и уменьшение заключенной между бегунками области графика).
Благодаря системе распределенных архивов на один и тот жеграфик можно выводить информацию из нескольких баз данных.
Все сказанное выше о механизме создания тренда реальноговремени инструментом Real Time Trend в среде разработки WindowMaker и о егопоследующем конфигурировании можно отнести и к архивному тренду, создаваемомуинструментом Historical Trend среды разработки.
Предлагаемый ниже способ создания и конфигурированияархивного тренда предполагает использование мастер-средств библиотеки Wizard.
Нажатиекнопки выбора мастер-средств в панели инструментов вызывает появление на экранедиалога Wizard Selection (выбор мастер-средств).
После выбора из предложенного набора мастер-средств Hist Trend with Scooters(архивный тренд с бегунками) и щелчка по Ok программа возвращает пользователя всреду разработки. Курсор мыши при этом примет форму вставки. Последующийщелчок мыши на предполагаемом месте нахождения создаваемого объекта выводит наэкран архивный тренд (рис.17). Объекты этого типа ведут себя аналогично любымдругим объектам, то есть их можно перемещать, масштабировать и т. д.
/>
Рис.17. Объект «архивный тренд».

Двойной щелчок на объекте приводит к появлению на экране диалогаконфигурирования архивного тренда (Historical Trend Char Window).
/>
Рис.18. Диалог конфигурирования архивного тренда.

Для конфигурирования тренда с параметрами по умолчанию следует нажать кнопкуSuggest (вариант). Нажатие кнопок Times и Values выводит на экран окнаконфигурирования разрешения сетки по большим и малым делениям горизонтальной ивертикальной осей, цвета фона и рамки графика, временного диапазона и т. д.Кнопка Pens (перья) предназначена для настройки перьев архивного тренда.
Чтобы добавить в тренд функции масштабирования и перемещенияили элементы управления перьями, следует использовать панели Zoom/Pan и TrendPen Legend (рис.16), соответственно. Для того, чтобы эти компоненты работалисовместно, они должны иметь одинаковые имена (Hist Trend).Изменение параметров архивных трендов в режимеисполнения
Приуправлении в режиме реального времени оператор анализирует архивную информацию.Объем информации, ее временные диапазоны, объем статистических данных,необходимые для принятия решения по управлению технологическим процессом,заранее не известны. Поэтому оператор должен иметь возможность менять настройкиархивных трендов, не выходя из режима Runtime. В InTouch такая возможностьсуществует.
Для этого следует включить опцию Allow runtime changes (разрешить изменения вовремя исполнения) в диалоге конфигурирования архивного тренда (в книге непоказан).
Теперь в режиме WindowViewer щелчок на архивном тренде будет вызывать на экрандиалог изменения параметров архивного тренда (Historical Trend Setup). В этомдиалоге можно определить дату и время начала архивного тренда (поле ChartStart), его временной диапазон (Chart Length), присвоить перьям цвет и именапеременных, выбирая их из словаря.
Архивный тренд может выводиться в одном из трех возможных режимах: Min/Max — график изменения значений переменной в виде вертикальных линий в процентах от всего диапазона, позволяющий оценить скорость изменения переменной; Average/Scatter — график среднего значения переменной; Average/Bar Chart — график среднего значения переменной в виде гистограммы.
Выбор режима производится в поле Display Mode.Система распределенных архивов
В InTouch имеется системараспределенных архивов, обеспечивающая поиск архивных данных в любом InTouch — приложении. Данная система расширяет возможности стандартных архивов InTouch,позволяя одновременно получать информацию из нескольких удаленных баз данных,которые в этом случае называются провайдерами архивов.
Одновременно можно обращаться к восьми провайдерам (по одному на каждое перо).Каждый узел, выполняющий функцию регистрации, может писать только в один архив.
Система, приведенная на рис.19, имеет два провайдера архивов. Левый провайдеррегистрирует информацию только из узла, расположенного слева внизу. Правыйпровайдер регистрирует информацию из узла, расположенного справа вверху.Остальные три узла (вверху слева) лишь используют архивные данные. Читатьинформацию из архивных файлов может каждый из узлов системы.
Создание такой системыпредполагает следующие действия: создание списка провайдеров архивов; создание и определение параметров объекта «архивный тренд»; конфигурирование приложения на удаленное архивирование данных; копирование приложения на все узлы.
/>
Рис. 19. Распределенная система архивов. Встроенные языки программирования
Встроенные языкипрограммирования — мощное средство SCADA — систем, предоставляющее разработчикугибкий инструмент для разработки сложных приложений. Первые версии SCADA — систем либо не имели подобных языков, либо эти языки реализовывали небогатыйнабор функций. В современных версиях SCADA — систем функциональные возможностиязыков становятся существенно богаче. Явно выделяются два подхода: Ориентация встроенных языков программирования на технологов. Функции в таких языках являются высокоуровневыми, не требующими профессиональных навыков программирования при их использовании. Количество таких функций в базовых поставках не исчисляется сотнями, хотя существуют свободно распространяемые библиотеки дополнительных функций. Ориентация на системного интегратора. В этом случае в качестве языков чаще всего используются VBasic — подобные языки.
В каждом языке допускается расширение набора функций. Вязыках, ориентированных на технологов, это расширение достигается с помощьюдополнительных инструментальных средств (Toolkits). Разработка дополнительныхфункций выполняется обычно программистами — профессионалами.
Разработка новых функций при втором подходе выполняетсяобычно разработчиками приложений (как и в традиционных языкахпрограммирования).
Полнота использования возможностей встроенных языков(особенно при втором подходе) требует соответствующего уровня квалификацииразработчика, если, конечно, в этом есть необходимость. Требования задачи могутбыть не столь высокими, чтобы применять всю «мощь» встроенного языка.
Во всех языках функции разделяются на группы, часть изкоторых присутствует практически во всех языках: математические функции,функции работы со строками, обмен по SQL, DDE — обмен и т. д.
В разрабатываемом приложении создаются программныефрагменты, состоящие из операторов и функций языка, которые выполняют некоторуюпоследовательность действий. Эти программные фрагменты связываются сразнообразными событиями в приложении, такими как нажатие кнопки, открытиеокна, выполнение логического условия (a +b > c). Каждое из событий ассоциируетсяс графическим объектом, окном, таймером, открытием/ закрытием приложения. Когдаприложение содержит сотни окон, тысячи различных графических объектов, а скаждым из них связано несколько событий, в приложении может«работать» огромное количество отдельных программных фрагментов.Велика вероятность их «одновременной» активизации.
Каждая из функций во встроенном языке выполняется всинхронном или асинхронном режиме. В синхронном режиме выполнение следующейфункции не начинается до тех пор, пока не завершилось исполнение предыдущей.При запуске асинхронной функции управление переходит следующей, не дожидаясьзавершения исполнения предыдущей функции.
В связи с этим возникает несколько вопросов. С каким приоритетом исполняетсякаждый из фрагментов, допускается ли рекурсия при обработке событий и если да,то каков уровень вложенности? В SCADA — системах уровень вложенности пока нестандартизован, но оговаривается особо в рамках каждой из них.Скрипты в InTouch
Скрипты в InTouch — это программные фрагменты,активизируемые по событиям (по нажатию клавиши, кнопки, открытию окна,изменению значения переменной и т. д.).Типы скриптов
В InTouch различаютнесколько типов скриптов:Application Scripts (скрипты уровня приложения) относятся ко всему приложению и используются для запуска других приложений, имитации технологических процессов, вычисления значений переменных и т.д. Window Scripts (скрипты уровня окна) связываются с конкретным окном. Key Scripts (клавишные скрипты) привязываются к какой-либо клавише или комбинации клавиш клавиатуры. Это может быть полезным при создании каких-либо глобальных для всего приложения функций (возврат в главное окно, окончание сеанса работы с приложением и т. д.). Touch Pushbutton Action Scripts (скрипты, запускаемые кнопками) очень похожи на клавишные скрипты и связываются с объектами, которые будут использоваться в качестве исполнительных кнопок. Эти скрипты запускаются при каждом нажатии на объект-кнопку. Condition Scripts (скрипты по изменению логического выражения) связываются с логической переменной или выражением, которое будет принимать значения либо «истина», либо «ложь». Логические скрипты могут содержать в себе и аналоговые переменные. Data Change Scripts (скрипты по изменению данных) связываются либо с переменной, либо с полем переменной. Эти скрипты исполняются только один раз, когда значение переменной либо поля меняется на величину, превышающую значение допуска, заданного в словаре переменных. ActiveX Event (скрипты событий ActiveX) предназначены для поддержки механизма реакции на события в ActiveX — объектах. С каждым событием может быть связан один скрипт типа ActiveX Event, запускающийся в WindowViewer во время исполнения приложения. Quick Function — скрипты, которые могут вызываться из других скриптов и использоваться в выражениях при определении динамических свойств объектов.
Диалоги редактора, открываемые при создании скриптовразличных типов, имеют небольшие отличия. Вызов диалога редактора скриптов вокне WindowMaker осуществляется командой Special/Scripts с последующим выборомтипа создаваемого или редактируемого скрипта. Для этого можно такжевоспользоваться окном Application Explorer, выбрав папку Scripts. На рис. 5.1.1приведен диалог Application Scripts (скрипты уровня приложения).
Редактор скриптов InTouch поддерживает два типа скриптов:простые и сложные. Простые скрипты — это скрипты, содержащие операторыприсваивания, сравнения, простые математические функции и т. д. Сложные скриптыпозволяют выполнять различные логические операции типа IF — THEN — ELSE, атакже могут включать циклы типа FOR — NEXT.
Справа, в поле Functions, размещены клавиши вызова списковразличных групп встроенных функций. Доступ к спискам встроенных функцийвозможен также командой Insert/Functions с последующим выбором группы функций(см. рис. 5.1.1).Встроенные функции
Впакете InTouch имеется набор встроенных функций, которые могут быть связаны скомандами или использованы в скриптах для выполнения самых различных задач.

Все встроенные функции разбиты на четыре группы:
— String… — для обработки различных символьных строк и переменных;
— Math… — математические функции;
— System… — системные функции;
— Misc… — функции для работы с алармами распределенных систем, трендами,печатью и др.
· Вызов списка функций группы осуществляется нажатием соответствующей клавиши.Например, щелчок по клавише String… редактора скриптов вызывает появлениедиалога Choose function (выбор функции) со списком строковых функций.
Описаниенекоторых функций этого списка приведено в табл. 5.1. Функция Описание StringFromIntg() Возвращает символьное представление целого аргумента в указанной системе счисления StringFromReal() Возвращает символьное представление вещественной величины либо в формате с плавающей запятой, либо в экспоненциальном формате StringLen() Возвращает длину указанной строки StringToIntg() Преобразует символьное представление целого числа во внутренний формат StringUpper() Преобразует все символы исходной строки в нижнем регистре в верхний регистр Text() Осуществляет форматированный вывод указанной целой или вещественной переменной в соответствии со строкой форматирования

Таблица 5.1.

Каждая строковая функция имеет один или несколько аргументов (до 6). Например,синтаксис функции StringFromReal выглядит следующим образом:
StringFromReal(Number,Precision,Type);
— Number — конвертируемая вещественная величина;
— Precision — количество десятичных знаков;
— Type — тип формата ( «f», «e», «E»).
Например,
функцияStringFromReal(263.365, 2, «f») возвращает «263.36»;
функция StringFromReal(263.365, 2, «e») возвращает«2.63e2»;
функция StringFromReal(263.55, 3, «E») возвращает«2.636E2».
Функция Text имеет два аргумента:Text(Analog_Tag, «Format_Text»);
— Analog_Tag — вещественное или целое число;
— Format_Text — формат преобразования.
Если указанный форматфункции Text — "#0.00", то:
— приAnalog_Tag = 66 функция возвращает 66.00;
— при Analog_Tag =22.269 функция возвращает 22.27;
— при Analog_Tag =9.999 функция возвращает 10.00. Щелчок по клавише Math… вызывает появление диалога Choose function (выбор функции) со списком математических функций.
Математические функцииработают с целыми и вещественными аргументами, выдавая целый или вещественныйрезультат. В левой части оператора присваивания допускается указывать и целыепеременные. Однако необходимо иметь ввиду, что преобразование вещественногозначения в целое может привести к усечению результата.Системные функции делятся на две категории: файловые (File) и для работы с Windows — приложениями (Info).
Файловыефункции предназначены для считывания и записи информации в файлы. У всехфайловых функций есть два общих аргумента — Filename и FillOffset. АргументFilename (имя файла) хранит имя файла, из которого должна быть считана или вкоторый должна быть записана информация (имя также должно включать и путь кфайлу). Аргумент FillOffset (смещение в файле) задает относительную позицию вфайле, начиная с которой будут читаться или записываться данные. Смещениезадается в байтах от начала файла. Первый байт файла имеет смещение 0. Послезавершения каждая функция возвращает следующее доступное смещение в файле.Например, если функция читает 5 байтов данных, начиная с 10-го байта, то послезавершения функция возвратит 15. Некоторые встроенные функции группы System приведеныв табл. 5.2. Функция Описание FileCopy() Копирует исходный файл в файл-приемник FileReadFields() Возвращает очередную запись данных из CSV — файла FileReadMessage() Возвращает указанное количество байтов (или всю строку) из указанного файла FileWriteFields() Сохраняет в CSV — файле запись данных, состоящую из разделенных запятыми величин InfoDisk() Возвращает информацию об указанном локальном или сетевом диске InfoFile() Возвращает информацию об указанном файле или подкаталоге компьютера или сетевого устройства InfoTouchAppDir() Возвращает имя текущего каталога InTouch — приложения

Таблица 5.1.

Остальные аргументы файловых функций не поддаются типизации и различны длякаждой функции.

Например, функция FileReadFields имеет четыре аргумента и следующий синтаксис:
FileReadFields(Filename,FileOffset,StartTag,NumberOfFields);
— StartTag — идентифицирует первый элемент в имени InTouch-переменной;
— NumberOfFields — идентифицирует число полей для чтения. Группа функций Miscellaneous (клавиша Misc...) включает функции для работы с алармами распределенных систем, трендами, печатью и др.
Вэтой широкой (с точки зрения назначения функций) группе можно выделитьнесколько более узко специализированных подгрупп. Функции, название которыхначинается с alm, используются только в распределенных системах алармов.Некоторые из них приведены в табл.5.3.1. Функция Описание almAckDisplay() Подтверждает только те алармы, которые в текущий момент видны в окне отображения алармов almAckSelect() Подтверждает алармы, отмеченные оператором в окне отображения алармов almShowStats() Выводит панель статистики объекта отображения алармов

Таблица 5.3.1.

Первым аргументом всех встроенных функций алармов является ObjectName (имяобъекта алармов). Часто в роли одного из аргументов выступает Comment(комментарий). Например, функция almAckSelect имеет следующий синтаксис:almAckDisplay(ObjectName,Comment);.

Функции, название которых начинается с HT, используются только с архивнымитрендами. Примеры таких встроенных функций — в табл.5.3.2. Функция Описание HTGetPenName() Возвращает имя переменной, связанной в текущий момент с указанным пером указанного тренда HTGetValue() Возвращает значение указанного типа, вычисляемого для указанного пера в пределах всего тренда HTScrollLeft() Устанавливает в качестве начала графика более раннее время. Визуально происходит прокрутка тренда влево HTSetPenName() Связывает перо тренда с указанной переменной HTZoomIn() Масштабирует существующий тренд путем задания новых времени начала и охватываемого интервала времени

Таблица 5.3.2.

Встроенные функции для работы с архивными трендами также могут иметь несколькоаргументов (до четырех). Функции, приведенные в табл. 5.3.2, имеют следующийсинтаксис:
— HTGetPenName(Hist_Tag, UpdateCount, PenNum);
— HTGetValue(Hist_Tag,UpdateCount,PenNum,ValType_Text);
— HTScrollLeft(Hist_Tag,Percent);
— HTSetPenName(Hist_Tag,PenNum,Tagname);
— HTZoomIn (Hist_Tag,LockString).
Первыйаргумент всех встроенных функций для работы с трендами — Hist_Tag (имя тренда).Из других аргументов следует отметить PenNum (номер пера тренда), ValType_Text(строка, указывающая тип возвращаемого значения), Tagname (новое имя пера).

Функции, название которых начинается с wc (табл.5.3.3), используются суправляющими объектами окна (простые списки, текстовые окна, ниспадающие спискии т. д.) Функция Описание wcDeleteItem() Уничтожает элемент с заданным порядковым номером как в простом, так и в ниспадающем списке wcInsertItem() Вставляет указанное сообщение в список wcLoadText() Заменяет содержимое текстового окна на новую информацию

Таблица 5.3.3.

Функции этой подгруппы также могут иметь до четырех аргументов:
— wcDeleteItem(«ControlName», ItemIndex);
— wcInsertItem(«ControlName», ItemIndex, «MessageTag»);
— wcLoadText(«ControlName», «Filrename»);.
Первый аргумент всехвстроенных функций этой подгруппы — ControlName (имя управляемого окна). Частов качестве аргумента используются ItemIndex (номер, соответствующий позицииэлемента), MessageTag (строковое сообщение), Filrename (имя файла в форматеASCII).
В рассматриваемой группе функций Miscellaneous следует отметить функциюPrintWindow, i?aaiacia?aiioю для печати окна. Ее синтаксис выглядит следующимобразом:
PrintWindow(«Window»,Left,Top,Width,Height,Options);,
где:
— Window — имя окна;
— Left — число дюймов от левого края;
— Top — число дюймов от верхнего края;
— Width — ширина распечатываемого окна;
— Height — высота распечатываемого окна;
— Options — дискретные значения 0 или 1.
Вставка встроенных функций в скрипт производится щелчком повыбранной функции в списке функций. Она вместе со своими аргументами будетавтоматически вставлена в текст скрипта в точку, указанную курсором. Послеэтого можно отредактировать список аргументов.
По окончании редактирования скрипта следует нажать кнопку Ok. При обнаружении вскрипте каких-либо ошибок на экран будет выведено соответствующее сообщение. Вбольшинстве случаев курсор установится в ту позицию, которая привела кпоявлению ошибки. Прежде чем скрипт будет сохранен, все ошибки должны бытьисправлены.Функции Quick Functions
QuickFunctions — это скрипты, которые могут вызываться из других скриптов ииспользоваться в выражениях при определении динамических свойств объектов.Скрипты Quick Functions хранятся внутри того приложения, в котором они былисозданы, и могут многократно использоваться в других скриптах InTouch.
Наиболее часто эти функции используют в выражениях при определении динамическихсвойств объектов. Чем это вызвано? Дело в том, что длина выражения в полеExpression диалогов определения динамических свойств объектов должна быть неболее 256 символов. Это относится к таким динамическим свойствам, как цветлинии, цвет заполнения, изменение высоты и ширины, вертикальное игоризонтальное перемещение, вертикальное и горизонтальное заполнение,видимость, мерцание, ориентация, блокировка.
 Для ввода более длинных выражений можно воспользоваться функциями QuickFunctions. При этом выражение в поле Expression должно содержать операторы CALLвызова функций Quick Functions, каждая из которых, в свою очередь, должна иметьв качестве последнего оператора RETURN для возврата результата в вызывающеевыражение. Организованное таким образом выражение может содержать многие тысячисимволов и быть сколь угодно сложным.
Сохраненная функция Quick Functions может быть использована в любом другомскрипте или выражении.
Quick Functions могут быть синхронными и асинхронными скриптами. Синхронныескрипты выполняются последовательно, в то время, как после запуска одного асинхронногоскрипта может быть запущен другой (синхронный или асинхронный) скрипт. Этопозволяет отделять исполняющиеся довольно долго операции (типа обращений кбазам данных) от основной программы. Асинхронные скрипты не могут возвращатьрезультаты. Поэтому в качестве скриптов Quick Functions, используемых ввыражениях (Expression) для определения динамических свойств объектов, следуетприменять только синхронные скрипты.
Создание скриптов Quick Functions осуществляется в диалоговом окне редактораQuick Functions. Вызов этого диалога на экран в окне WindowMaker производится вкомандой Special/Scripts с последующим нажатием на строке Quick Functions.
Список Name содержит имена всех определенных к данномумоменту скриптов Quick Functions. Щелчок по имени скрипта выводит его текст врабочее поле диалога.
Команда Scripts/New предназначена для создания новогоскрипта и вызывает на экран диалог для ввода его имени. После щелчка по Okновое имя будет включено в список имен Name.
Следующий этап — определение аргументов нового скрипта втаблице Arguments диалога Quick Function. В левую колонку таблицы вводят имяаргумента (до 31 символа), в правую — его тип (Integer, Real, Discrete,Message). В одном скрипте допускается до 16 аргументов.
После определения типов аргументов можно приступать кнаписанию текста скрипта Quick Function в рабочем поле (под таблицейArguments).
Разработка графопостроителя в системе InTouch
Данный раздел посвящен разработке четырехканальногографопостроителя  визуализирующего данные, поступающие по DDE каналу с DDEсервера. В программе предусмотрена возможность масштабирования по каждому изканалов.Разработка DDE-сервера
Приложение, получающее данные из другого приложения по DDEи/или управляющее другим приложением с помощью команд через DDE являетсяDDE-клиентом. В этом случае второе приложение является DDE-сервером. Рассмотримпроект DDE-сервера, выполненного на языкепрограммирования Borland Delphi 6.
На рис.20 представлено окно DDE-сервера во время дизайна всреде Delphi
/>
Рис. 20. Окно DDE-сервера на стадии проектирования в Delphi
Для построении DDE-сервера в Delphi имеются два объекта,расположенные на странице System Палитры Компонент — TDdeServerConv иTDdeServerItem. Обычно в проекте используется один объект TDdeServerConv и одинили более TDdeServerItem. Для получения доступа к сервису DDE-сервера, клиентупотребуется знать несколько параметров: имя сервиса (Service Name) — это имяприложения (обычно — имя выполняемого файла без расширения EXE, возможно сполным путем); Topic Name — в Delphi это имя компоненты TDdeServerConv; ItemName — в Delphi это имя нужной компоненты TDdeServerItem. Назначение объектаTDdeServerConv — общее управление DDE и обработка запросов от клиентов навыполнение макроса.
Объект TDdeServerItem связывается с TDdeServerConv иопределяет, что, собственно, будет пересылаться по DDE. Для этого у него естьсвойства Text и Lines. (Text имеет то же значение, что и Lines[0].) Приизменении значения этих свойств автоматически происходит пересылка обновленныхданных во все приложения-клиенты, установившие связь с сервером.
При запуске приложения происходит выполнение процедурыTDDEServe.FormActivate:
procedure TDDEServe.FormActivate(Sender:TObject);
var nidata: TNotifyIconData;
begin
  Application.ShowMainForm := False;
  ShowWindow(Application.Handle, SW_HIDE);
  ShowWindow(Application.MainForm.Handle,SW_HIDE);
 with nidata do
  begin
   cbSize := SizeOf(TNotifyIconData);
   Wnd := Self.Handle;
   uID := 1;
   uFlags := NIF_ICON or NIF_MESSAGE orNIF_TIP;
   uCallBackMessage := WM_MYICONNOTIFY;
   hIcon := Application.Icon.Handle;
   StrPCopy(szTip,Application.Title);
  end;
  Shell_NotifyIcon(NIM_ADD, @nidata);
  ru:=10;
end;
В этой процедуре приложение сворачивается в системный Tray, а форма становится невидимой. Окончание работы DDE-сервера вызывается путём нажатия левой или правой кнопкоймыши на иконке приложения в области системного Tray.Обработка этого события выполняется в процедуре TDDEServe.WMICON:
procedure TDDEServe.WMICON(var msg: TMessage);
begin
 case msg.LParam of
  WM_RBUTTONDOWN,WM_LBUTTONDOWN: close;
 end;
end;
При этом, при закрытии окна приложения вызывается процедура TDDEServe.FormDestroy, в которойпроисходит удаление иконки из системного Tray:
procedure TDDEServe.FormDestroy(Sender: TObject);
var nidata: TNotifyIconData;
begin
 with nidata do
  begin
   cbSize := SizeOf(TNotifyIconData);
   Wnd := Self.Handle;
   uID := 1;
  end;
  Shell_NotifyIcon(NIM_DELETE, @nidata);
end;
Работа приложения в целом строится посредством вызова процедурыTDDEServe.Timer1Timer по прерыванию таймера.
implementation
{$R *.DFM}
uses ComObj, activex,ShellApi, shlobj, registry;
var
  xsin: integer;
  ru:real;
  boolka:boolean;
procedureTDDEServe.Timer1Timer(Sender: TObject);
var LPTbyte: byte;
begin
xsin:=xsin+1;
if xsin>1000 thenxsin:=xsin-1000;
DDEItem100.Text:=inttostr(5*(xsin-20*trunc(xsin/20)));   //пилообразный сигнал
        asm
        mov     dx,379h
        in      al,dx
        and     al,80h
        mov     LPTbyte,al
        end;
DDEItem200.Text:=inttostr(LPTbyte*100);//состояние линии LPT-порта                                          
DDEItem300.Text:=inttostr(round(50+50*sin(xsin/20)));
if (xsin/5)=trunc(xsin/5)then
  if(ru
    begin
    boolka:=true;
    ru:=ru+20
    end else
    begin
    boolka:=false;
    ru:=ru-20
    end;
if boolka thenDDEItem400.Text:='100' else DDEItem400.Text:='0';
end;
Для обеспечения DDE-обменазадекларированы следующие константы:
‘DDEServer’ – имя сервиса (Service Name);
‘DDETopic’ – Topic Name;
‘DDEItem100’ – переменная обмена;
‘DDEItem200’ – переменная обмена;
‘DDEItem300’ – переменная обмена;
‘DDEItem400’ – переменная обмена.Разработка DDE — клиента
Основа человеко-машинного интерфейса в рамках InTouch — этоиерархически взаимосвязанные анимированные сенсорные окна. Для создания новогоокна выполним команду File/New Window… (Файл/Новое Окно). На экране появитсядиалоговое окно Window Properties (Свойства Окна), которое необходимозаполнить.
Здесь следует ввести только имя окна (поле Name) Scope. Ос­тальные поля и опции оставлены без изменений. Окнос указан­ными атрибутами появится на экране. Там же будет отображена и ПанельИнструмен­тов InTouch — Tools, с которой предстоит интенсивно работать далее.
График представляет собой прямоугольную область снанесенными координат­ными прямыми, на которой графически представляетсяизменение значения одной или нескольких переменных в течение времени. В пакетеInTouch имеются объекты для ди­намического отображения значения переменной вреальном времени – графики реаль­ного времени (инструмент (Real-time Trend)),и, так называе­мые, аналитические кривые, которые строятся на основанииархивных данных (инструмент (Historical Trend)). Для того, чтобы он  появился всозданном нами окне, необходимо на Панели Инструмен­тов InTouch – Tools выбратьпункт Real – Time Trend и затем в окне приложения, удерживая нажатой левуюкнопку мышки, придать графику необходимые размеры.
Панель настройки графиков вызывается двойным щелчком левойкнопки мышки по окну графика и состоит из четырех текстовых строксоответствующих графикам (Graph 1, Graph 2, Graph 3, Graph 4). Каждый графикимеет независимые настройки масштаба и величины сдвига по вертикали,отображаемые на экране. Для этого используется компонент Analog Tagname Display(Wizard Selection ® Value Displays ® Analog Tagname Display). Ввод данныхосуществляется не непосредственно в WindowViewer, а посредством компоненты Incr/DecrButtons Up/Down (Wizard Selection ® Buttons ® Incr/Decr Buttons Up/Down). Нажатие на верхнюю или нижнююстрелку приводит соответственно к увеличению или уменьшению значенияпеременной. Ограничение максимального и минимального значения указываются придекларации. Каждый компонент связан со своей переменной zoom1– zoom4 (изменение масштаба графиков 1 – 4соответственно) и sh1 – sh4(изменение смещения графиков 1 – 4). Все переменные имеют тип Memory Integer. Для того, чтобы ввести новую переменную, необходимоописать ее в разделе Special/Tagname Dictionary/New. При этом необходимоуказать ее имя в поле «Tagname:» и тип – в поле «Type:».
Для организации обмена данными через DDE интерфейснеобходимо определить четыре (по числу каналов) переменные типа DDE Integer (Item1, Item2, Item3,Item4). Для этого сначала в разделе Special/DDE AccessNames… необходимо нажать кнопку Add и в появившемся диалоговом окне указать имяприложения (DDE Application/Server Name), от которого будет производитьсязапрос данных, и имя группы/объекта (DDE Topic Name), содер­жащего требуемуюинформацию. В нашем случае качестве имени приложения используется имяDDEServer, имя объекта – DDETopic. Далее в разделе Special/TagnameDictionary/New вводятся поочередно переменные типа DDE Integer. Названиеэлемента (Item) для каждой переменной имеет различные имена: DDEItem100 – для Item1, DDEItem200 – для Item2,DDEItem300 – для Item3 и DDEItem400 – для Item4. Данная информация используется для определенияDDE-переменной в Словаре Переменных InTouch.
Для того, чтобы запустить программу графопостроителя иначать DDE – обмен, необходимо включить DDE сервер (т. е. запустить файл Ddeserver.exe) и переключиться в окноInTouch — WindowViewer (нажатием кнопки Runtime! в правом верхнем углу окнаInTouch — WindowMaker). В процессе работы InTouch WindowViewer автоматическивыполнит все требуемые действия по установлению канала об­мена данными иобработке значений элемента.
Ниже представлен внешний вид программы графопостроителя вокне InTouch — WindowViewer отображающей в виде четырех графиков данные,полученные от программы DDE сервера и соответствующие им масштабирующиекоэффициенты.
/>
Рис. 21. Окнопрограммы графопостроителя.
Список литературы
1. Scada. ru — Публикации — SCADA — системы: взгляд изнутри
 // URL: www.scada.ru/publication/book/preface.html
2. КабаевС.В. Пакет программного обеспечения Intouch — система мониторинга и управленияв объектах промышленной автоматизации
// URL: www.mka.ru/go/?id=40463&url=www.rtsoft.ru
3. ТРЕЙС МОУД -интегрированная SCADA- иsoftlogic-система для разработки АСУТП // URL: adastra.ru/ru/tm/tm5/
4. КузнецовА. Genesis for Windows – графическая scada-система для разработки АСУ ТП. // Современныетехнологии автоматизации.- 1997.- №3.