Сервер OPC

5.5 Описание протоколов  обмена данными.............................................................28

6. Диалоговое приложение  пользователя.................................................................35

6.1. Описание клиентского  приложения..................................................................35

7. Основные направления  дальнейшего усовершенствования  системы...............41

8. Надёжность.............................................................................................................42

8.1. Расчет вероятности  безотказной работы  канала передачи ............................43

8.2. Методы повышения  надежности.......................................................................44

8.3. Расчет достоверности  информации..................................................................44

9. Безопасность жизнедеятельности........................................................................48

9.1. Характеристики рабочих  помещений...............................................................48

9.2. Технические мероприятия,  обуславливающие  безопасность 

условий труда при работе с ЭВМ.............................................................................50

9.3. Электробезопасность..........................................................................................53

9.4. Пожарная безопасность......................................................................................54

9.5. Охрана окружающей  среды и защита  населения и территории.....................55

10. Технико-экономическое обоснование работы..................................................59

10.1 Расчет затрат  на разработку  программного продукта....................................59

10.2 Затраты на внедрение  программного продукта..............................................63

10.3 Расчет экономического  эффекта......................................................................64

Заключение.................................................................................................................66

Список  литературы....................................................................................................67

Приложение 1.............................................................................................................68

Приложение 2.............................................................................................................69

 

ВВЕДЕНИЕ

 

      Современная компьютерная техника  совершенствуется с поражающей скоростью, поэтому и задачи, возникающие перед ней, становятся все грандиознее. В частности, в промышленности уже мало кто занимается автоматизацией отдельных установок, автоматизируются целые производственные комплексы. Система автоматизации включает множество различных компонентов, каждый из которых решает часть общей задачи. Практически ни один производитель не может сейчас предложить весь спектр компонентов, которые могут потребоваться для той или иной СА. Выход один: брать компоненты у разных производителей и объединять их в одну систему.

      Большое количество компонентов  сами по себе не станут единой системой. Все составляющие нужно научить работать совместно, в тесном контакте. Постоянный обмен данными между компонентами - это фундамент, скрепляющий их воедино. Но обмен данными просто невозможен, если нет "языка", который понятен всем "участникам". Без общего языка получится тот же результат, что и при строительстве печально известной Вавилонской башни.

      Одним из таких языков является стандарт ОРС (OLE for Process Control). ОРС отвечает практически всем потребностям разработчиков распределенных систем. Поддержка ОРС становится, по сути дела, хорошим тоном, пропуском в высший свет для программных продуктов. Все ведущие производители уже реализовали поддержку ОРС в своих продуктах или, по крайней мере, объявили о реализации такой поддержки в готовящихся к выпуску версиях.

     OPC является идеальным стандартом для связи контроллеров и открытых систем хозучета. К сожалению, не все контроллеры поддерживают стандарт OPC, в таком случае единственный выход – написание собственной программы для опроса контроллера и обеспечение поддержки стандарта OPC.

 

      АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 

1.1  Краткая характеристика  объекта автоматизации 

     На  заводе БК ОАО НКНХ имеется ряд контроллеров, подключенных к операторской станции по протоколу Ethernet промышленной сети. В системе отсутствуют средства  опроса и получения информации с этих контроллеров, а также программы для интеграции их со SCADA-системами и базой данных учета. В связи с этим было принято решение разработать собственный программный продукт – OPC-сервер, выполняющий опрос контроллеров и содержащий в себе все необходимые средства для управления подключением OPC-клиентов и передачи им требуемой информации. 

1.2 Функции предметной  области, реализуемые  системой 

      Данный  программный продукт  предназначен для получения текущих и архивных значений с промышленных контроллеров и сохранение этих значений для последующей передачи клиентам по протоколу ОРС.

      Разрабатываемую систему можно  рассматривать в  виде совокупности двух модулей – модуля опроса контроллера, использующего спецификацию конкретного устройства для обмена информацией, и модуля OPC-сервера, получающего и хранящего текущие и архивные значения измеряемого параметра, а также управляющего подключением и передачей данных OPC-клиентам (например, SCADA системе).

      Опрос контроллеров предлагается проводить циклически; среди опрашиваемых параметров должны присутствовать как текущие значения, так и архивные за определенный промежуток времени.

      Через интерфейсы ОРС одни приложения могут читать или записывать данные в другие приложения, обмениваться событиями, оповещать друг друга о нештатных ситуациях (тревогах), осуществлять доступ к данным, зарегистрированным в архивах (так называемые «исторические» данные). Эти приложения могут располагаться как на одном компьютере, так и быть распределенными по сети, при этом независимо от фирмы-поставщика стандарт OLE for Process Control, признанный и поддерживаемый всеми ведущими фирмами-производителями SCADA-систем и оборудования, обеспечит их совместное функционирование.

      Основной  функцией данного  программного продукта является получение данных с ряда промышленных контроллеров. Хотелось бы отметить, что разработки непосредственно функций для взаимодействия с OPC-клиентами, то есть функций реализации протокола ОРС осуществлено не было. Для написания программы были использованы свободно распространяемые библиотеки классов и процедур sOPC (http://www.opcconnect.com/delphi.php). При наличии подобных библиотек нет необходимости разработки собственных функций для взаимодействия клиентов ОРС с сервером, более того, программисту даже не обязательно знать внутреннюю структуру данного протокола и принципов его работы, можно лишь, используя декларированные функции sOPC, работать с протоколом как со стандартными классами и переменными системы программирования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ХАРАКТЕРИСТИКА  ОСНАЩЕННОСТИ ОБЪЕКТА  С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ РАЗРАБОТКИ, ЭКСПЛУАТАЦИИ И СОПРОВОЖДЕНИЯ  РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ  ПРОГРАММНЫХ ИЗДЕЛИЙ 

2.1 Методическая оснащенность 

      Основанием  для разработки OPC-сервера являются следующие документы:

• ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

      Настоящий стандарт распространяется на воздух рабочей  зоны предприятий народного хозяйства. Стандарт устанавливает общие санитарно-гигиенические требования к показателям микроклимата и допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Требования к допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны распространяются на рабочие места независимо от их расположения (в производственных помещениях, в горных выработках, на открытых площадках, транспортных средствах и т.п.);

• СНиП 41.01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование;
• ВНЭ 11-88 Инструкция по безопасной эксплуатации систем вентиляции на предприятиях;

      Разработка  программного обеспечения  на предприятии ведется  четко в соответствии с рекомендациями отечественных и  международных стандартов.

      Из  отечественных основным является комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы (ЕКС АС). Информационная технология - государственные стандарты и руководящие документы серии 34, в том числе:

• ГОСТ 34.601-90. ЕКС АС. Автоматизированные системы. Стадии создания;
• ГОСТ 34.602-89. ЕКС АС. Техническое задание на создание автоматизированной системы.
• РД 50-680-88. Автоматизированные системы. Основные положения.
• РД 50-682-89. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Общие положения.
• ГОСТ 34.201-89. ЕКС АС. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.

      Из  международных используются стандарты серии  ISO 9000 и ISO 12207. 

2.2. Аппаратурная оснащенность 

      Операторские  и инженерные станции  завода ЭЛОУ являются источниками и потребителями информации. Все источники и потребители информации предприятия объединены в корпоративную сеть с пропускной способностью не менее 100 Мбит/с

      Компьютер оператора имеет  следующую конфигурацию:

      Intel Pentium 4® 3Ghz processor

      512Mb DDR2

      сетевая карта 100 Mbit/s;

      стандартная русифицированная клавиатура;

      манипулятор "мышь". 

      Компьютер с устанавливаемым  программным продуктом(OPC-сервер) имеет следующую конфигурацию:

      Intel Pentium 4® 3Ghz processor

      1024Mb DDR2

      сетевая карта 100 Mbit/s;

      стандартная русифицированная клавиатура;

      манипулятор "мышь".

      Контроллеры, опрашиваемые ОРС-сервером:

      Теплосчетчики:

      СПТ 961 (ТЭЦ 1, ТЭЦ 2, Очистные сооружения)

      СПГ 762 (ТЭЦ 1, ТЭЦ 2)

      SKM-1 (Заводоуправление)

      ЭСКО-Т (ПВГ, склад  бутилового каучука)

      ВТД (Факел)

      Взлет ТСРВ-010  (Мазутное хозяйство)

      Контроллеры общаются с датчиком по собственному протоколу, не представляющему интерес при проектировании программного продукта. Программа, опрашивающая контроллеры, работает на компьютере, подключенном в локальную корпоративную сеть, и обменивается с теплосчетчиками с помощью специального устройства MOXA-E311. Асинхронный сервер MOXA-E311 служит для преобразования пакета Ethernet в пакет RS-232. Таким образом можно с помощью программы-эмулятора COM-порта работать с прибором по его собственному протоколу, программа-эмулятор при поступлении данных на COM-порт передает их по сети Ethernet на устройство MOXA-E311, то в свою очередь преобразует информацию и передает ее контроллеру (и наоборот).  

2.3. Программная оснащенность 

      Программное обеспечение  OPC-клиентов функционирует под управлением операционной системы Microsoft Windows XP Professional.

      Серверное программное обеспечение  функционирует под  управлением операционной системы Microsoft Windows 2000 Server .

      Базовый коммуникационный протокол корпоративной сети -  TCP/IP.

      На  компьютерах отдела установлен также пакет офисных средств Microsoft Office 2000, в наличии имеется Microsoft DCOM.