ПРОИЗВОДСТВО

Автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) производственных предприятий подразделяются на два основных уровня: нижний - уровень диспетчерского управления производством в реальном времени и более высокий уровень контроля, анализа и оперативного планирования производства. Рабочие места нижнего уровня автоматизированной системы управления обычно строятся на базе SCADA-пакетов. Второй уровень управления производственными процессами относится к MES-системам (Manufacturing Execution System). Для решения стоящих на этом уровне задач нужно обеспечить его взаимодействие как с нижним оперативно-производственным уровнем SCADA-систем, так и с верхним уровнем перспективного планирования и материально-технического обеспечения предприятия (ERP-уровнем - Enterprise Resource Planning).

Задача автоматизации "второго эшелона управления" заметно отличается от проблем, стоящих перед автоматизированной системой управления в реальном времени. Количество пользователей MES-уровня обычно существенно превышает число операторских рабочих мест, при этом и многообразие решаемых здесь задач гораздо шире. А кроме того, поскольку относительно слабо формализованные задачи анализа и планирования производства отличаются от жестко регламентированных задач, стоящих перед системой оперативного управления технологическим процессом и его контроля, то набор востребованной информации, так же как и вид ее представления, может не быть определенным заранее.

Таким образом, одно из главных требований, предъявляемых к ПО задач контроля и оперативного планирования производства, - это простота установки, применения и сопровождения. С другой стороны, оно должно быть достаточно мощным для того, чтобы обеспечить пользователям персональный доступ к информации, получаемой из производственных управляющих систем и от бизнес-процессов, а также содержащейся в разного рода документах. В нашей статье мы рассмотрим пакет Real Time Information Portal (RTIP), отвечающий всем этим требованиям. Пакет выпускается компанией GE Fanuc (www.gefanucautomation.com), ее генеральный дистрибьютор в России - фирма "Индасофт" (www.indusoft.ru).

Инсталляция и сопровождение клиентов RTIP

Преодолеть трудности сопровождения распределенного проекта можно с помощью клиент-серверной архитектуры, где клиенты являются "слабыми", или "тонкими" (thin), вследствие чего затраты на их установку и сопровождение сведены к минимуму. Степень "худобы" таких клиентов может быть различной. Самым "слабым" из них компьютер пользователя нужен только для отображения результата, а все операции по сбору данных и формированию экранных форм выполняются на сервере. Чем клиент "сильнее", тем большая часть функций выполняется локально. С точки зрения эффективности работы системы есть золотая середина загрузки клиента, так как перенос на него части задач снижает нагрузку на сервер и увеличивает оперативность обслуживания клиентов в целом.

В пакете RTIP мощности локального компьютера пользователя используются в весьма существенной степени. Сервер RTIP выступает как Интернет-портал, обеспечивая своих клиентов данными и храня конфигурации проектов, но все задачи администрирования, настройки подключений к данным, а также создания и выполнения экранных форм выполняются на клиенте. При этом простота установки и сопровождения клиента достигается за счет того, что основным программным пакетом здесь является стандартный Microsoft Internet Explorer (IE) версий 5.5 и выше. Дополнительная функциональность по решению задач RTIP в рамках IE обеспечивается Java-аплетами, которые автоматически инсталлируются при первом обращении к серверу. Открывая главную страницу RTIP, пользователь попадает в среду разработки и выполнения экранных форм, где он может самостоятельно управлять своим проектом, настраивать соединения с источниками данных, конфигурировать экранные формы, получать и отображать данные.

Списки пользователей и их профили, настройки на источники данных, экранные формы и другие компоненты доступа и отображения информации хранятся на RTIP-сервере и доступны пользователю с любого компьютера, подключенного к серверу посредством Интернета. Из этого, в частности, следует, что для повышения надежности работы системы достаточно делать резервные копии файлов, хранимых только на сервере. Кроме того, если свой проект пользователь готовит не самостоятельно, то личное присутствие разработчика за пользовательским ПК не требуется. Архитектура RTIP представлена на рис. 1.

Рис 1. Архитектура пакета Real Time Information Portal

    

Доступ к источникам производственной информации

Настройка проекта в RTIP включает конфигурирование источников данных и создание экранных форм просмотра информации. Следует отметить, что этап конфигурирования сложным назвать нельзя. Доступ к данным RTIP выполняется при помощи так называемых коннекторов пяти разных типов (рис. 2). Три из них являются основными. Это коннекторы к данным реального времени (Real Time), к историческим данным (Historical) и к реляционным источникам (Relational). Два других типа коннектора представляют собой надстройку над реляционными источниками. К ним относятся коннектор тревог (Alarms), который подключается к реляционной базе данных с тревогами и сообщениями по протоколу ODBC из SCADA-пакета iFIX, и коннектор качества (Quality), который связывается со статистическими таблицами, построенными в пакете VisualSPC. Оба пакета принадлежат компании GE Fanuc. Число экземпляров коннекторов каждого типа, т. е. количество доступных источников данных, не ограничено.

Рис. 2. Коннекторы к

источникам данных

Производственные данные реального времени обычно поступают либо из программируемых логических контроллеров, либо из SCADA-пакетов. Многообразие этих систем могло бы существенно затруднить и ограничить применение RTIP, если бы не существование стандарта ОРС (www.opcfoundation.org) на обмен данными между приложениями реального времени. Обычно ОРС-серверы располагаются независимо (локально или удаленно) от RTIP-сервера и для связи между ними применяется специальная служба удаленного конфигурирования интерфейса Remote Interface Configurator (RIF), в задачу которой входит поддержание связи между источником данных и сервером RTIP по протоколу TCP/IP. Эта служба устанавливается через Интернет с сервера RTIP на тот же компьютер, где работает ОРС-сервер. При помощи разных ТСР-конфигураций, различаемых номерами портов, она может поддерживать связь сразу с несколькими источниками данных.Для настройки ОРС-коннектора на определенный ОРС-сервер достаточно указать имя машины, где находятся RIF с ОРС-источником, выбрать порт некоторой RIF-конфигурации и задать программный идентификатор ОРС-сервера. После этого RIF, локально соединившись с ОРС-сервером, образует информационный "мост" между ним и RTIP по протоколу TCP/IP. Таким образом, привязка ОРС-коннектора к ОРС-серверу выполняется в одном диалоге путем заполнения нескольких полей, а из специальных сведений о работе протокола ОРС достаточно знать только программный идентификатор соответствующего ОРС-сервера.

Для собственных источников реального времени компании GE Fanuc в RTIP есть специальные коннекторы (Cimplicity HMI и FIX). Соединение со SCADA-пакетом Cimplicity производится аналогично соединению с ОРС-источниками посредством конфигуратора RIF, а коннектор FIX настраивается непосредственным указанием имени сервера SCADA-узла - без использования RIF, но через локальный FIX-клиент, который "видит" по сети соответствующий SCADA-узел iFIX (FIX32).

Другой основной источник производственных данных составляют архивы с историей технологической информации для ретроспективного анализа. Производственная история является важнейшим источником данных для задач анализа и планирования, которые обычно решаются не столько по мгновенным значениям отдельных параметров, сколько по совокупности различной информации, привязанной к некоторому событию или рассматриваемой за определенный промежуток времени. В RTIP поддерживается группа коннекторов Historical к пакетам истории, входящих в семейство Proficy компании GE Fanuc: Proficy Historian (коннекторы типа iHistorian), Cimplicity HMI Logger (коннектор Cimplicity HMI Logger), а также коннектор PI к одной из наиболее распространенных и мощных систем сбора истории Plant Information System фирмы OSI Soft (www.osisoft.com). Настроить коннекторы истории также несложно. Для настройки на пакет Proficy Historian достаточно указать имя машины, для настройки на Cimplicity HMI Logger - имя машины с этим источником и имя соответствующего набора данных, а для обращения к PI System, которое выполняется через RIF, следует дополнительно задать имя машины и номер порта RIF-конфигурации.

Третий тип стандартных источников данных на MES-уровне - это реляционные БД. В реляционных источниках содержатся данные бизнес-систем, нормативно-справочная информация о производственном процессе, требования к условиям выпуска продукции, параметры моделей технологических процессов и результаты работы других программ. Обращение к ним выполняется по стандартным протоколам ODBC и OLE DB при помощи ADO-моста - Java-драйвера jadoZoom. Для распространенных СУБД, таких, как Oracle, SQL Server, DB2, в RTIP созданы специальные драйверы, обеспечивающие более быстрый доступ, чем стандартный JDBC-драйвер jadoZoom. Чтобы сконфигурировать реляционный коннектор из группы коннекторов Relational, достаточно указать имя сервера или DSN, а при ограниченном доступе - информацию входа (имя пользователя и пароль). При обращении по OLE DB надо еще назвать провайдера. В зависимости от типа этого последнего могут потребоваться и некоторые другие детали.

Как правило, реляционные базы содержат большие объемы разнородных данных, сгруппированных по таблицам. Нужная информация выбирается из них при помощи стандартного языка запросов SQL. Для построения запроса в RTIP имеется специальный мастер, который после подключения к реляционной базе данных автоматически строит список содержащихся в ней таблиц, так что пользователь может необходимые таблицы перенести на специальную панель построения запроса. Поля таблиц, входящие в запрос, отображаются цветом фона: голубой фон означает, что поле выбрано в запросе, зеленый - что на него наложено условие (такие поля выбираются из меню), и т. д. Типы полей в таблицах также различаются по цвету указателей, расположенных рядом. Так, черный цвет указателя означает булевый тип, зеленый - целый тип, красный - строковый и т. п. Это облегчает формирование условий выборки, поскольку общие условия на элементы из разных таблиц накладываются только на однотипные поля.

(Окончание следует)