Федорович О.Е., Прохоров А.В., Головань К.В. Системы промышленной автоматизации на основе технологии SCADA

Подождите немного. Документ загружается.

SCADA-система Trace Mode. Архивирование и документирование данных

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

SCADA-СИСТЕМА TRACE MODE.

АРХИВИРОВАНИЕ И ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ

ДАННЫХ

4.1. Цель работы:

1. Изучить основные функциональные возможности Trace Mode, свя-

занные с архивированием и документированием данных.

2. Ознакомиться с редактором шаблонов и основными графическими

элементами.

3. Приобрести навыки организации архивов данных и разработки

шаблонов документов отчетов.

4.2. Порядок выполнения:

1. Изучить основные понятия, связанные с архивированием данных в

Trace Mode.

2. Изучить редактор шаблонов.

3. Разработать и выполнить отладочный просмотр архивов и отчетов

для проекта.

4.3. Архивирование данных в SCADA

Данная лабораторная работа посвящена рассмотрению особен-

ностей создания архивов и шаблонов документов для автоматическо-

го формирования отчетов.

В Trace Mode реализуются три типа архивов:

• СПАД (локальный архив);

• отчет тревог;

• глобальный регистратор.

Кроме того, используя ODBC, можно сохранять информацию в

любых базах данных, поддерживающих этот протокол.

Разница между указанными архивами заключается в алгоритме

сохранения данных и формате файлов.

Архив может быть размещен на удаленном компьютере через

"сетевой диск". Использование имени удаленного компьютера для за-

дания пути к архиву не предусмотрено, в этом случае выдается со-

общение об ошибке и архив не открывается.

Кроме того, некоторые мониторы Trace Mode поддерживают ло-

кальный архив в ОЗУ и энергонезависимой памяти.

Сохранение информации в архивах настраивается при конфигу-

рировании системы. Однако многие настройки могут меняться в ре-

альном времени с помощью специальных каналов.

Лабораторная работа № 4

В СПАД (локальный архив) значения каналов записываются в

бинарном формате. Условием записи является изменение значения

канала. СПАД имеет фиксированную длину. При этом глубина архи-

вирования определяется заданным размером и интенсивностью пото-

ка данных.

Данные в СПАД обновляются циклически. Перед добавлением

новой записи контролируется ее положение в файле. Если места

больше нет, то запись размещается в начале архива. Далее все но-

вые записи вводятся поверх самых давних по времени.

Сохранение данных в СПАД реализовано в виде потока, рабо-

тающего параллельно с пересчетом базы каналов, но с меньшим

приоритетом. С помощью МРВ формируется внутренняя очередь со-

общений для записи в СПАД. Поток архивирования «берет» данные

из нее и «записывает» их в архив. Если размер очереди превышен, то

самые давние сообщения теряются. По умолчанию максимальный

размер очереди принимается равным 64000 сообщений.

Отчет тревог ведется в ASCII-формате. Он предназначен для

фиксации событий. Теоретически его размер не ограничен. Данные

заносятся в отчет тревог в виде строк. Каждая строка содержит время

и дату ее формирования, а также ряд дополнительных полей. Эти по-

ля могут содержать разную информацию в зависимости от типа фик-

сируемого события. Такой информацией может быть имя канала, его

значение, сообщение из словаря, время квитирования и др.

Формируемые сообщения могут передаваться на ряд направле-

ний. Существуют следующие направления посылки сообщений:

• в файл отчета тревог – направление AR;

• в графические консоли – направление G;

• программируется – направление PRN;

• программируется – направление M.

Для настройки направлений PRN и M в директории проекта не-

обходимо создать файл alasend.cfg. В его первых двух строках опи-

сываются применяемые направления:

PRN – на принтер, используемый по умолчанию (PRN ANSI для

распечатки в кодировке ANSI);

GSM – SMS-сообщение на сотовый телефон;

<имя_файла> ANSI – в указанный файл в кодировке ANSI.

Файл alasend.cfg должен завершаться пустой строкой.

Выбор направлений передачи сообщения осуществляется в

бланке Сообщения в отчет тревог диалога Реквизиты (рис. 4.1) и

диалоге Сообщения пользователя (рис. 4.2). Сообщение появляется

при выборе пункта Сообщения в меню Проект.

Сообщения, заносимые в отчет тревог, оформляются в виде

строк фиксированной длины – 136 символов. Каждая строка состоит

из набора полей, разделенных пробелами (табл. 4.1).

SCADA-система Trace Mode. Архивирование и документирование данных

Рис. 4.1. Настройка сообщений в отчет тревог канала

Рис. 4.2. Настройка пользовательских сообщений проекта

Формат первой строки отличается от остальных. В ней присутст-

вуют дата и время создания отчета тревог, сообщение START и три

числа, содержащие служебную информацию.

Текстовая строка поля Сообщение содержит описание возник-

шей ситуации. Эти строки задаются в бланке Сообщения в отчет

тревог диалога Реквизиты, показанном на рис. 4.1.

Тексты сообщений выбираются из системного словаря. Он со-

держит 40 стандартных сообщений. Первые 8 – для каналов с видом

представления F, остальные – для H. Сообщения в списке бланка их

настройки располагаются в строго определенном порядке. Для каждо-

го канала можно ввести собственные сообщения вместо стандартных.

Они сохранятся в системном словаре.

Поле вво-

да типа

сообщения

Текущее

сообщение

Списо

сообщений

для канала

Направле-

ния пере-

дачи сооб-

ения

Списо

текстов

сообщений

Выбор направления

пе

едачи сообщений

Лабораторная работа № 4

Для каналов с видом представления F порядок сообщений оп-

ределяется номером интервала, переход в который они обозначают

(табл. 4.2).

Таблица 4.1

Формат сообщения в отчете тревог

Имя поля Назначение и формат

Дата Дата формирования строки [ДД-ММ-ГГ]:

ДД – день месяца;

ММ – месяц;

ГГГГ – год

Время Время формирования строки [чч:мм:сс.х];

чч – часы;

чм – минуты;

чс – секунды;

х – доли секунды

ИД Символ идентификатора типа сообщения:

A – аварийное сообщение;

W – предупредительное сообщение

Имя Имя канала (13 символов);

Код Кодировка канала или комментарий (21 символ);

Сообщение Текст сообщения (48 символов);

Икв Числовой идентификатор пользователя, квитировавшего сообщение (4 сим-

вола)

Ткв При квитировании сообщения в это поле заносится время в следующем

формате [дд_чч:мм:сс]:

дд – день месяца;

чч – часы;

мм – минуты;

сс – секунды

Номер Индивидуальный номер строки в шестнадцатеричном виде (8 символов)

Таблица 4.2

Сообщения для аналоговых переменных

Текст Событие

NORMA Значение канала находится между внутренними аварийными границами

> Переход через внутреннюю верхнюю границу (ВГ_0)

< Переход через внутреннюю нижнюю границу (НГ_0)

>> Переход через внешнюю верхнюю границу (ВГ_1)

<< Переход через внешнюю нижнюю границу (НГ_1)

>>> Переход через верхнюю границу шкалы

<<< Переход через нижнюю границу шкалы

??? Аппаратная недостоверность

Если канал отмечен для сохранения в отчет тревог, а все его

аварийные границы равны нулю, то в отчете тревог будет формиро-

ваться строка сообщения при каждом изменении реального значения

этого канала. В поле Сообщение этой строки будет присутствовать

следующая запись: =<число>, где <число> – величина реального

значения канала.

Если для канала заданы нестандартные сообщения, то при ра-

венстве значения канала целым величинам от 0 до 7 в отчет тревог

будет записана строка, содержащая соответствующее сообщение.

SCADA-система Trace Mode. Архивирование и документирование данных

В текст нестандартных сообщений можно ввести указание на

вывод в поле Сообщение величины реального значения канала. Та-

ким указанием является запись формата вывода в нотации языка про-

граммирования C (%nnn, где nnn – описание формата вывода).

Для каналов с видом представления H положение строки в спи-

ске определяет номер бита, к которому оно относится. Каждому биту

в списке предоставляется две расположенные подряд строки. Первая

из них содержит сообщение об изменении значения бита с 1 на 0, а

вторая – с 0 на 1. Таким образом, список сообщений для канала с ви-

дом представления H содержит 2n строк, где n – количество контро-

лируемых битов. По умолчанию в эти строки заносятся следующие

сообщения: nM_Off, и nM_On, где n - номер бита (начиная с 0).

Если строка начинается со знака @, то сообщение о соответст-

вующем событии в отчет тревог не заносится.

Для использования нестандартных сообщений необходимо на-

жать кнопку «Создать новые» бланка Сообщения в отчет тревог.

При этом в словарь добавляются новые сообщения. Их число опре-

делено видом представления настраиваемого канала. Они создаются

из соответствующих стандартных сообщений.

После создания новые сообщения можно отредактировать. Для

этого следует выделить сообщение в списке и в поле ввода набрать

требуемый текст. Он не может содержать более 48 символов.

Для использования сообщений, сформированных для другого

канала, необходимо открыть список существующих сообщений и вы-

брать требуемое. Оно займет первую строку в списке сообщений на-

страиваемого канала. Чтобы изменить установленные для канала со-

общения на стандартные, необходимо нажать кнопку «Установить

стандартные» бланка Сообщения в отчет тревог.

Глобальный регистратор – это архив, который «ведет» спе-

циализированный монитор. Значения архивируемых в регистраторе

каналов посылаются ему по сети при их изменении.

Монитор глобального регистратора имеет фиксированный груп-

повой номер в сети – 200. Архивируемые значения каналов посыла-

ются на этот сетевой номер. Таким образом, в рамках проекта может

существовать только один регистратор. Однако количество его дуб-

лей не ограничено. Все присутствующие в сети мониторы регистрато-

ров будут одновременно принимать данные, посылаемые для сохра-

нения. Естественно, каждый из них будет вести свой файл архива, но

все эти файлы будут идентичны.

Максимальная точность фиксации времени в архивах Trace

Mode равна одной миллисекунде.

Чтобы значения канала записывались в любой из архивов Trace

Mode, необходимо установить ему соответствующие флаги.

Лабораторная работа № 4

Флаги архивирования устанавливаются в бланке Основные диа-

лога Реквизиты для любого канала (рис. 4.3).

Чтобы значения каналов архивировались, недостаточно только

установить для них соответствующие флаги. Необходимо еще указать

параметры архивов, в которых будут сохраняться значения каналов.

Рис. 4.3. Задание флагов архивирования для канала

Настройка архивов осуществляется в бланке Архивация диалога

Параметры узла для любого узла проекта (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Задание параметров архивов для узла

Флаг сохранения

в глобальный

регистратор

Флаг сохранения

в отчет тревог

Флаг сохранения

в СПАД

Параметры

настройки

локального

хива СПА

Параметры

настройки

глобального

егист

ато

Параметры

настройки

отчета тревог

SCADA-система Trace Mode. Архивирование и документирование данных

4.4. Документирование данных в SCADA

Документирование технологической информации – это одна из

основных функций систем управления. Документы должны соответст-

вовать требованиям к технологическим отчетам и журналам, приня-

тым на производстве. Они могут существенно различаться на разных

предприятиях. Поэтому для решения задачи документирования необ-

ходимо иметь инструмент создания произвольных форм документов.

В Trace Mode для документирования технологической инфор-

мации используется специальный модуль – сервер документирова-

ния. Этот модуль по команде от мониторов реального времени, соб-

ственному сценарию или по команде от оператора интерпретирует

созданные заранее шаблоны, запрашивает у МРВ необходимые дан-

ные и формирует по ним готовые документы. Для создания шаблонов

документов в инструментальную систему включен специальный ре-

дактор шаблонов.

Шаблон документа разрабатывается в виде файла HTML-

формата. В него могут быть введены любые элементы, поддержи-

ваемые в HTML, а также дополнительные функции и команды, пред-

назначенные для запроса данных от узлов проекта Trace Mode и об-

работки полученных значений.

Команды, которые доступны для использования в шаблонах, по-

зволяют выводить значения атрибутов каналов в нужных областях ге-

нерируемого документа, вставлять в него растровые изображения,

данные из архивов Trace Mode в виде графиков, интегральных и ус-

редненных значений каналов.

Экран редактора шаблонов изображен на рис. 4.5. Редактор

имеет главное меню, панели инструментов, строку состояния и рабо-

чее поле.

Формируемые сервером документирования отчеты содержат

данные, характеризующие состояние управляемого процесса: теку-

щие или архивные значения технологических параметров, характери-

стики состояния технологического оборудования и пр. Эти данные за-

прашиваются у мониторов реального времени.

Чтобы вставить в документ команды запроса этой информации,

необходимо связать шаблон с проектом. Для подключения шаблона к

проекту необходимо выполнить команду Выбрать проект из меню

Файл. Далее в появившемся диалоге следует указать файл конфигу-

рации требуемого проекта.

При попытке ввести в шаблон, не подключенный к проекту, ко-

манду, запрашивающую данные у МРВ, на экран выводится предло-

жение выбрать проект.

Файл шаблона представляет собой HTML-документ. Однако, по-

мимо стандартных функций, заложенных в HTML, шаблон может со-

Лабораторная работа № 4

держать команды форматирования и запроса данных у мониторов ре-

ального времени. Существует три типа таких команд:

• команды, задающие общие параметры шаблона (путь к проекту

Trace Mode, интервал обновления);

• команды, определяющие пользовательские функции (общие для

всего документа);

• команды, управляющие форматированием отдельных HTML-

элементов шаблона.

Рис. 4.5. Редактор шаблонов

Команды первых двух типов размещаются в заголовке докумен-

та HTML внутри тега <HEAD>. Ниже приведен пример записи этих ко-

манд.

Символы  обозначают начало и конец комментария язы-

ка HTML. Комментарии, содержащие команды сервера документиро-

вания, начинаются с символов $TM. Далее следует слово, опреде-

ляющее тип команды: DOC – информация о документе; VAR – опре-

деление пользовательской функции; WIZ – определение общих

свойств фрагмента; WPARM – описание отдельного параметра фраг-

мента.

<HEAD>

<TITLE>Пример отчета</TITLE>

...

<!--$TM VAR NAME = ”Входной канал” VALUE = %{CHAN(“input_chan”, 0,

”NODE1”)}%-->

<!--$TM VAR NAME = ”Значение входа” VALUE = %{GETVAL(@”Входной ка-

нал”)}%-->

...

</HEAD>

SCADA-система Trace Mode. Архивирование и документирование данных

Далее следуют пары ИМЯ = ЗНАЧЕНИЕ, где значением может

быть любое выражение в синтаксисе языка Техно LIST. Эти выраже-

ния должны начинаться символами %{ и заканчиваться }%.

Чтобы исключить появление в тексте команд символов -->, кото-

рые обозначают конец комментария, приняты следующие правила:

символ < записывается как < символ > – как > символ & – как

&amp.

Команды управления форматированием отдельных HTML-

элементов шаблона находятся в теле документа (внутри тега

<BODY>). Они располагаются сразу за стартовым тегом элемента.

Ниже приведен пример команды, позволяющей вставить в документ

значение канала.

<BODY>

...

<P>ЗНАЧЕНИЕ КАНАЛА:

<SPAN>

</SPAN>

</P>

...

</BODY>

Команды этого типа имеют структуру, аналогичную структуре

первых двух команд. Сначала следуют символы открытия коммента-

рия, затем идентификатор команды Trace Mode ($TM), после этого

записывается тип команды – ELT, что означает информацию об от-

дельном элементе. Далее может следовать произвольное число пар

ИМЯ=ЗНАЧЕНИЕ. Каждая из них задает ту или иную характеристику

элемента. Например, VALUE= задает текст HTML, который вводится

вместо содержимого элемента, ATTR.XXX= позволяет задать значе-

ние произвольного атрибута, а STYLE.XXX= – стиля элемента.

Создаваемые шаблоны выглядят почти так же, как и готовые до-

кументы. Однако динамически вводимая в документ информация

представлена в виде полей вывода.

Статический текст в редакторе шаблонов выглядит так же, как в

документе. Для ввода в документ новой таблицы необходимо выпол-

нить команду Вставить таблицу из меню Таблица или нажать соот-

ветствующую кнопку инструментальной панели элементов.

В шаблоне документа можно расположить растровые изображе-

ния. С помощью сервера документирования можно вводить в доку-

мент значения даты и времени с точностью до миллисекунд.

Чтобы вывести в документ значение канала, необходимо нажать

кнопку

инструментальной панели элементов.

Затем необходимо выбрать канал, указать контролируемый ат-

рибут, время, на которое запрашивается значение, и формат вывода.

Лабораторная работа № 4

100

Чтобы указать контролируемый канал, следует нажать кнопку

«Выбрать канал». При этом на экран выводится специальный диалог.

В нем необходимо указать узел проекта, из которого запрашиваются

данные, контролируемый канал и его атрибут.

Чтобы задать формат вывода значения, необходимо в разделе

Форматирование выставить флаг настройки и нажать кнопку «Вы-

брать». В этом диалоге можно указать требуемый формат и про-

смотреть пример представления чисел, соответствующий заданным

настройкам.

После выбора канала следует указать время, на которое требу-

ется получить его значение. При этом можно запрашивать либо теку-

щее значение, либо архивное.

При запросе архивного значения следует указать время, на ко-

торое необходимо получить данные. Для этого необходимо нажать

кнопку «fn()» в разделе Режим выборки и затем выбрать команду

Время в контекстном меню. При этом на экран выводится диалог ВЫ-

РАЖЕНИЕ: Время. При настройке времени в этом диалоге флаг Ус-

тановить спецификацию формата должен быть сброшен.

Сервер документирования Trace Mode позволяет вводить в до-

кументы информацию об архивных значениях каналов, представлен-

ную в виде трендов. Для этого при разработке шаблона следует по-

местить курсор в место вставки тренда и нажать кнопку

панели эле-

ментов.

При этом в указанном месте размещается поле вывода тренда.

Для настройки параметров тренда необходимо нажать на нем правую

кнопку «мыши» и выбрать из контекстного меню пункт Настройка

тренда.

Здесь на вкладке Общие параметры настраивается внешний

вид тренда и диапазон представления значений каналов.

Кривые, выводимые на график, настраиваются в бланке Кривые

диалога настройки тренда.

Список кривых также можно формировать динамически. Для это-

го в меню, которое находится над списком кривых, необходимо вы-

брать пункт Вычисляется. Далее в окно раздела Значение парамет-

ра следует ввести выражение, с помощью которого создается список

кривых.

В генерируемый документ можно вводить результаты обработки

архивных значений каналов. Для этого необходимо нажать кнопку

панели элементов.

В появившемся диалоговом окне необходимо указать канал,

временной интервал анализа его значений и метод обработки. Выбор

канала и границы временного интервала могут формироваться дина-

мически. Для этого в соответствующих полях диалога необходимо

ввести выражения для их вычисления.