Свяжитесь с нами
Меню

Технология программирования контроллеров ISaGRAF 6: превращение в Единую Платформу Автоматизации

Дополнительную информацию о всех новых возможностях ACP и ISaGRAF 6 смотрите здесь.

Концепция и технология ACP разработана на основе ISaGRAF и создана для обслуживания систем автоматизации. Единая Платформа Автоматизации (ACP, Automation Collaborative Platform) разработана как среда, управляемая с помощью открытых подключаемых модулей - плагинов.  ISaGRAF 6 стал одной из компонент («конкретных моделей») Единой Платформы Автоматизации. 

Единая Платформа Автоматизации ACP

Единая Платформа Автоматизации ACP

Концепция и технология ACP разработана на основе ISaGRAF и создана для обслуживания систем автоматизации. Единая Платформа Автоматизации разработана как среда, управляемая с помощью открытых подключаемых модулей - плагинов. Однако ACP - это НЕ среда с открытым кодом (opensource). ACP представляет собой расширяемый слой абстракции с общим интерфейсом, который обеспечивает унифицированные функциональные возможности, выбираемые пользователем. ACP предназначена для поставщиков средств автоматизации, OEM-производителей, системных интеграторов, научно-исследовательских институтов. ACP помогает проектировщикам программного обеспечения, позволяя им сосредоточиться на своей основной предметной области, а не на системных программных вопросах инфраструктуры решения. ACP поддерживает несколько Конкретных Моделей Автоматизации (CAM, Concrete Automation Model) одновременно, предоставляя возможность интеграции разнородных продуктов в единую интегрированную среду разработки (рис.2). Две из конкретных моделей автоматизации, входящих в базовую поставку ACP, обеспечивают создание приложений для таргетов ISaGRAF 5 и ISaGRAF 3. Приложения в ISaGRAF 6 состоят из виртуальных машин, работающих на различных аппаратных платформах, называемых исполнительными узлами (target nodes). Процесс разработки заключается в создания проекта, состоящего из устройств (devices), представляющих собой таргеты с одним или несколькими экземплярами ресурсов. Проекты могут разрабатываться, используя различные языки программирования, включая языки стандарта IEC 61131-3. После этапа разработки, ресурсы компилируются в TIC-код ("target independent code") или в программу на языке "C".

ACP-2

Рис.2  Общий взгляд на Единую Платформу Автоматизации

ACP предлагает полностью готовую к использованию оболочку (Shell), специально разработанную для систем автоматизации, используя инструментарий Microsoft Visual Studio и технологию .Net Framework (рис.3). ACP предоставляет все базовые сервисы для взаимодействия с продуктами третьих фирм и обеспечивает настраиваемость («кастомизацию») конечного решения. Другими словами, ACP – это среда для создания решений по комплексной автоматизации, путем интеграции технологии ISaGRAF и компетенции OEM-производителя средств автоматизация. Каждый компонент ACP разрабатывается в виде подключаемого модуля – плагина (plug-ins). Архитектурно это выглядит, как показано на рис.3  –  надстройка над Visual Studio Shell (со своими возможностями по расширению) в виде ISaGRAF Shell плюс Абстрактная Модель Автоматизации (Abstract Automation Model) - AAM. AAM представляет собой  множество интерфейсов (более 300) для доступа к различным объектам, сервисам VS Shell, ISaGRAF Shell - решениям, проектам, ресурсам, конфигурациям, типам данных, устройствам, программам, переменным, функциям загрузки проекта, отладки, симуляции и так далее.

ACP-3

Рис.3 Системные элементы расширяемой архитектуры ISaGRAF

 

ISaGRAF 6 Workbench как одна из составляющих Единой Платформы Автоматизации ACP

ISaGRAF 6 Workbench как одна из составляющих Единой Платформы Автоматизации ACP

Как одна из составляющих ACP, среда ISaGRAF 6.0 Workbench основана на открытой технологии подключаемых модулей. В свою очередь, каждый компонент в ISaGRAF 6 Workbench разрабатывается по технологии Единой Платформы Автоматизации ACP (рис.4). Следовательно, функциональность ISaGRAF 6 Workbench, расширяющая возможности предыдущих версий, реализуется с помощью плагинов. Каждый пользователь (OEM-производитель PLC, системный интегратор) может создавать настраиваемый Workbench, выбрав только те подключаемые модули, которые лучше всего подходят для его применения. Каждый OEM-производитель в области автоматизации имеет возможность создавать свои собственные уникальные пакеты для удовлетворения потребностей в своих сегментах рынка. Однако обратим внимание на следующий важный для рынка и многочисленных пользователей факт: в ISaGRAF 6 обеспечивается поддержка работы с исполнительными системами (Target) для ISaGRAF 3 & 5.

ACP-4

Рис.4 ISaGRAF 6 Workbench в составе ACP

Включение ISaGRAF 6 Workbench в ACPповлекло за собой существенные изменения не только с точки зрения технологии программирования, но и в некоторых других аспектах использования продукта. Цель этих изменений - уменьшить время вывода решения на рынок и сделать его более удобным для конечного пользователя:

  • Среда программирования (Workbench) ISaGRAF 6 может поставляться производителем контроллеров конечному пользователю БЕСПЛАТНО.
  • Принята новая удобная бизнес модель ISaGRAF: на основе долгосрочных контрактов.
  • Абстрактная Модель Автоматизации ISaGRAF 6 , основанная на стандартах IEC61131-3 и  IEC 61499, обеспечивает богатый набор сервисов на основе .Net интерфейсов, которые облегчают взаимодействие внутри решения по автоматизации.
  • Обеспечивает совместимость и единообразие между различными контроллерами.

В ISaGRAF 6 реализована поддержка нового графического языка SAMA (ScientificApparatusMakers-ManufacturesAssociation), пример которого показан на рис.5, в дополнение к языкам, реализованным в ISaGRAF 5 (5 языков  стандарта IEC61131-3, FC, “C”, функциональные блоки IEC 61499) . Язык SAMA представляет собой специальный вид функциональных диаграмм управления, широко применяемых, например, в области энергоснабжения. Эти диаграммы  используются для описания и документирования стратегий управления объектами, позволяют легко представлять такие простые вычислительные функции, как сумматор, верхний/нижний ограничитель и блоки PID-регулирования, строить расширенную функцию управления. В ISaGRAF 6 язык SAMA реализован на базе FBD.

ACP-5

Рис.5 Фрагмент программы на языке SAMA

Реализованные и перспективные подключаемые модули ACP

Реализованные и перспективные подключаемые модули ACP

Одним из первых новых подключаемых модулей в рамках технологии ACP стал плагин ISaVIEW для ISaGRAF 6 Workbench. Плагин ISaVIEW обеспечивает пользователя простыми, но в то же время мощными интегрированными средствами человеко-машинного интерфейса (HMI). Страницы ISaVIEW встраиваются в структуру проекта автоматизации (рис.6). ISaVIEW интегрирован в Workbench с целью объединения процесса управления процессом и его визуализацией.  Работа пользователя поддерживается с помощью настраиваемых шаблонов и готовых к применению наборов объектов. Вид анимации может легко графически и программно модифицироваться. Доступны средства проектирования и on-line режимы, причем это не требует перекомпиляции проекта ISaGRAF. ISaVIEW позволяет пользователю быстро создавать  объекты с определенным видом эффектов анимации, такими как действие, изменение цвета, перемещение, вращение, изменение размера, текст, видимость. Например, в качестве действия (action) может быть переход на HTML или ISaVIEW страницу, увеличение значения переменной или установка обратного значения. Действия зависят от их типа, например, был ли использован одинарный или двойной клик мыши. В качестве графических объектов в ISaVIEWмогут быть использованы такие примитивы как дуга, стрелка, эллипс, прямоугольник, растровый рисунок, кнопка, слайдер и другие.

ACP-6

Рис.6 Пример интерфейса подключаемого модуля ISaVIEW

Еще одним перспективным средством (но на момент написания статьи еще не включенным в поставку) в рамках ISAGRAF 6 является инструментарий поддержки стандарта IEC 61850 «Сети и системы связи на подстанциях». Целью IEC 61850 является обеспечение способности к такому взаимодействию, при котором два или несколько интеллектуальных электронных устройств от одного или нескольких производителей могут обмениваться информацией и использовать ее для правильного функционирования как вместе, так и порознь. Как мы отмечали уже ранее [3], многие ученые находят ряд близких концептуальных идей в стандартах IEC61850 и IEC61499 [4] и поэтому предлагают использовать инструментальные средства, поддерживающие IEC61499, для реализации подходов, предлагаемых в IEC61850 [5,6]. Такой пример приведен, например, в статье [6]. В частности, с помощью IEC61499 достаточно просто можно реализовать поддержку таких механизмов IEC61850 как шина процесса и шина станции.

В рамках ISaGRAF 6 поддерживаются все типы данных IEC61850, но пользователь на этапе разработки своего приложения может с помощью утилиты “TargetDefinitionBuilderIEC61850) сам выбрать, какие типы данных будут поддерживаться в его конкретной целевой задаче (рис.7). Эти выбранные типы данных IEC 61850 пользователь сможет затем использовать в своих проектах на языках программирования, входящих в ISaGRAF 6, а на ISaGRAF-контроллере с поддержкой IEC 61850 будет доступна новая опция активизации генерации файла ICD (IED Capability Description), описывающего возможности микропроцессорных устройств. Кроме того, пользователь сможет в функциональных блоках IEC 61131 и IEC 61499 использовать переменные и входы-выходы типов данных IEC 61850.

ACP-7

Рис.7 Выбор и использование пользователем типов IEC 61850, поддерживаемых в целевой задаче ISaGRAF 6

Архитектура решения, поддерживающего протокол IEC 61850, показана на рис.8. На этапе загрузки Workbenchпередает сгенерированные файлы (TIC-код и ICDфайл) соответственно целевой задаче и серверу IEC 61850. На этапе выполнения сервер IEC 61850 обеспечивает доступ к переменным ISaGRAFпо запросам от клиентских задач.

ACP-8

Рис.8 Схема поддержки IEC 61850 в ISaGRAF 6

Коснемся немного вопроса об открытости и расширяемости ACP. Третьи фирмы могут добавлять их объекты к дереву решения ACP. Каждая реализация третьей фирмы, не базирующаяся на таргетах ISaGRAF, должна осуществляться через их собственную конкретную модель автоматизации CAM и сама определяет, что будет отображаться в дереве решения ACP. В частности, для интеграции решений, которые включают программный инструментарий настройки полевых устройств FDT (Field Device Tool), потребуется использовать специальный универсальный интерфейс FDT, чтобы отобразить эту информацию в дереве решения ACP. OEM-производителям будет предоставлена возможность включить их конкретную информацию в дерево решения, в соответствии с требованиями для спецификации FDT/DTM(Device Type Manager,  программное средство управления конкретным типом устройств), которая  применима для сетей PROFIBUS, HART,FOUNDATIONFieldbus, DeviceNet,Interbus, ASInterface, PROFINET.

Без сомнения, развитие технологии программирования контроллеров ISaGRAFв сторону превращения в единую платформу автоматизации, расширение бизнес-модели распространения продукта с целью учесть интересы различных групп пользователей позволит  ISaGRAF 6 еще больше укрепить свои позиции на рынке инструментальных средств автоматизации. Подчеркнем еще раз, что цель реализованных в ISaGRAF 6 возможностей - уменьшить время вывода заказчиком законченного решения на рынок и сделать его более удобным для конечного пользователя.

Литература

Литература

Литература

  1. Колтунцев А.В., Золотарев С.В., Стандарт IEC 61499 и система программирования контроллеров ISaGRAF 5: от теории к практике, Rational Enterprise Management, №2, 2009 г.
  2. А.В.Яковлев, А.В.Липовец, С.В. Золотарев, Расширения ISaGRAF 5: инновационные функциональные возможности, производительность и открытость, ИСУП, № 2 '2009
  3. Золотарев С.В., Некоторые особенности реализации стандарта IEC-60870-5-104 в системе программирования контроллеров ISAGRAF: от теории к практике, ИСУП , № 4,2010 г.
  4. Rogerio Dias Paulo (EFACEC Engenharia, S.A., Portugal), Functional Integration in Substation Automation Systems: System Tools and Interoperability
  5. Karlheinz Schwarz , IEC 61850 beyond Substations – The Standard for the whole Energy Supply System
  6. Neil Higgins, Valeriy Vyatkin, Nirmal-Kumar C Nair and Karlheinz Schwarz , Distributed Power System Automation with IEC 61850, IEC 61499 and Intelligent Control
ruzh-CNzh-TWenfrdeitjayi

Авторизация

Авторизация требуется для доступа в раздел меню "Демо-версии и цены".

Популярные продукты

АСУ ТП компрессорного цеха с газоперекачивающими агрегатами

About FIORD

QR-Code
Наверх