Vizualizace technologických procesů – novinky firmy Wonderware

Vizualizace technologických procesů – novinky firmy Wonderware

1. Úvod

Vizualizační software Wonderware InTouch pro vytváření aplikací kategorie SCADA/HMI je naší uživatelské a odborné veřejnosti dostatečně znám [3].

V jarních číslech časopisu Automa byly představeny významné nové vlastnosti verze InTouch 7.1, určené pro podporu tzv. tenkých klientských aplikací. Šlo o využití terminálových služeb operačního systému Microsoft Windows 2000 [1] a o zpřístupnění živých i historických dat do prostředí internetu využitím produktu Wonderware SuiteVoyager [2].

V tomto příspěvku je přehledně uveden přepracovaný subsystém pro správu alarmů (výstrah), který je součástí nejnovější verze InTouch 7.11.

Dále je představen nový člen softwarové rodiny pro průmyslovou automatizaci, Wonderware FactorySuite [3] – alarmový vyrozumívací systém Wonderware SCADAlarm, který rozšiřuje možnosti správy alarmových stavů pomocí různých telekomunikačních zařízení.

K vizualizaci a analýzám dat z „tovární“ databáze Wonderware IndustrialSQL Server [4] je určena rodina klientských aplikací Wonderware ActiveFactory, která nahrazuje a rozšiřuje možnosti předchozího produktu Wonderware FactoryOffice.

2. Wonderware InTouch 7.11

2.1 Přepracovaný alarmový systém
Obecně se tvrdí, že změna čísla verze softwarového produktu na pozici druhého desetinného místa znamená natolik bezvýznamnou událost, že téměř nemá cenu se jí věnovat. Wonderware InTouch právě takovou změnu prodělal, ovšem uskutečněné změny jsou velmi důležité a přínosné obzvláště pro větší distribuované aplikace s mnoha uzly.

Hlavní novinkou v nové verzi je totiž zcela přepracované alarmové jádro, přinášející zásadní vylepšení týkající se komunikace mezi poskytovateli a spotřebiteli alarmů, ukládání alarmů a práce s alarmy.

2.2 Komunikace
Původní komunikační protokol NetDDE, který byl používán alarmovým jádrem systému InTouch, je nahrazen modernějším a obecně uznávaným standardem TCP/IP. To umožňuje efektivněji podporovat rozsáhlejší distribuované síťové architektury s vyšším počtem poskytovatelů alarmů, a to při menším zatížení sítě a procesoru počítače než doposud.

S větší propustností alarmového systému rovněž vzrostla schopnost zpracovat „nárazové“ situace, kdy ve sledované technologii vznikne řada alarmů téměř ve stejném okamžiku. Firma Wonderware systém testovala s 50 spotřebiteli alarmů se schopností zpracovat až 2 000 takových „nárazových“ alarmů za sekundu. Pro další posílení výkonu mohou aplikace s velkým počtem vznikajících alarmů na poskytovatelských nódech navíc využít multiprocesorové počítače.

Přechod na protokol TCP/IP má rovněž zásadní význam při provozování aplikací InTouch na terminálovém serveru s využitím terminálových služeb [1]. Pro jednoduchost uveďme pouze možnost předávat alarmové události (poskytovatel – spotřebitel) mezi aplikacemi provozovanými v relacích (sessions) na společném terminálovém serveru. Jelikož protokol NetDDE používal pro adresaci vzdálených aplikací jméno počítače, na kterém daná aplikace běží, neumožňoval navázat přímou komunikaci mezi aplikacemi InTouch běžícími v relacích na společném PC (terminálovém serveru). Protokol TCP/IP však může k tomuto účelu využít specifickou IP adresu, kterou má každá relace. Výsledkem je, že na terminálovém serveru vedle sebe mohou běžet aplikace InTouch vytvářející alarmy (poskytovatelé) i aplikace zobrazující alarmy (spotřebitelé).

Opuštění NetDDE dále umožňuje začít využívat i v alarmovém systému časové značky, které se jinak v komunikaci firmy Wonderware používaly již delší dobu. Čas vzniku alarmu tak nemusí být určován lokálním časem počítače generujícího alarm, ale bude akceptován z časové značky přenášené po síti (získané např. z OPC serveru, z registru PLC apod.).

2.3. Ukládání alarmů
Nový alarmový systém může ukládat alarmy a události do plnohodnotné databáze MS SQL Server, je-li dostupná na síti (např. jako součást databázových serverů dalších produktů z FactorySuite – IndustrialSQL Server, In- Batch, InTrack), nebo do jádra MS SQL Serveru – MSDE. MSDE je součástí licence InTouch, takže pro menší aplikace InTouch není nutné kupovat plnohodnotnou databázi MS SQL Server.

Flexibilní struktura nové alarmové historické databáze poskytuje možnost definovat uživatelská pole použitelná pro ukládání specifických údajů, třídění apod. Vytváří rovněž podmínky pro zapojení i jiných poskytovatelů a spotřebitelů alarmů (nejen InTouch) do uceleného distribuovaného alarmového systému.

2.4 Správa alarmů
InTouch WindowMaker, vývojové prostředí aplikací InTouch, nabízí kromě aktualizovaného „stávajícího“ alarmového objektu i nové objekty pro práci s alarmy.

Jde zejména o nový alarmový zobrazovací objekt a tzv. pareto-grafy na bázi ActiveX.

Kromě zobrazovacích prvků přibyly také funkce pro filtrování alarmů (zakázání, skrytí nebo potlačení alarmu) a nové metody jejich potvrzení.

3. Wonderware SCADAlarm 5.0

Novým produktem začleněným do rodiny Wonderware FactorySuite je softwarový alarmový vyrozumívací systém SCADAlarm 5.0.

SCADAlarm je softwarová aplikace v prostředí MS Windows umožňující telekomunikační propojení s průmyslovými automatizačními softwarovými systémy (InTouch aj.). SCADAlarm z nich poskytuje „inteligentní“ alarmová hlášení a dovoluje je ovládat na dálku z různých telekomunikačních zařízení (obr. 1).

SCADAlarm tak převede libovolné PC na komunikační příkazové centrum, které nepřetržitě sleduje a vyhodnocuje vzniklé alarmové události a automaticky o nich ihned vyrozumívá příslušné pracovníky.

SCADAlarm je unikátní tím, že nejde pouze o pasivní alarmový a událostní vyrozumívací systém, ale o interaktivní rozšíření souboru funkcí operátorských systémů (SCADA/HMI). Jeho předností je, že poskytuje nejen detailní informace o alarmové události, ale i možnost řešit ji prostřednictvím libovolného telefonu, což uživatelům poskytuje značnou flexibilitu i co se týče prostoru, v němž se mohou operátoři pohybovat.

SCADAlarm hlasově ozvučuje alarmy pomocí reproduktorů, interních komunikačních prostředků, radiostanic a telefonů; může však i posílat alfanumerické textové zprávy (SMS) nebo elektronické zprávy (e-mail).

V případě telefonického spojení je uživatel navigován zabezpečenou hlasovou nabídkou a může poslouchat informace o alarmových událostech, potvrzovat je, měnit hodnoty analogových proměnných nebo stavy diskrétních signálů a mít k dispozici i další informace typu HMI (konkrétní hodnoty veličin, i když nejsou v alarmovém stavu apod.).

4. Wonderware ActiveFactory 3.2

4.1 Klientské aplikace pro IndustrialSQL Server
Součástí každodenní činnosti pracovníků výrobní organizace by mělo být jednoduché i složitější analyzování procesních, technologických i výrobních dat pro průběžnou optimalizaci výrobních procesů.

K úspěšnému řešení těchto úkolů napomáhá softwarový produkt Wonderware ActiveFactory, výkonná sada klientských aplikací a nástrojů, která je speciálně vyvinuta pro komfortní analýzy dat uložených v procesní databázi Wonderware IndustrialSQL Server. Současná verze ActiveFactory 3.2 plně nahrazuje starší klientské aplikace ze sady Wonderware FactoryOffice.

ActiveFactory poskytuje zobrazení uložených dat v požadovaných časových intervalech v podobě časových grafů (trendy), snadné numerické analýzy dat s využitím programu MS Excel, souhrnné výstupní sestavy (reporty) v prostředí MS Word i jednorázové (ad hoc) dotazy na konkrétní výrobní data.

Pracovníci na všech úrovních organizace mohou pomocí jednoduchých dialogových oken a výběrových metod typu „ukaž a klikni“ snadno přistupovat k požadovaným výrobním informacím. Pouhým stiskem tlačítka lze v prostředí ActiveFactory spouštět komplexní analýzy dat, vytvářet požadované reporty a sdílet tyto informace i s dalšími spolupracovníky, jejichž počítače jsou vybaveny pouze internetovým prohlížečem.

Uživatelský komfort aplikací je zajištěn i kompletní lokalizací jednotlivých aplikací do českého i slovenského jazyka.

4.2 ActiveFactory Trend
ActiveFactory Trend je klientská aplikace pro komfortní analýzy výrobních a procesních dat v podobě reálných a historických trendů. Aplikace poskytuje uživatelům širokou nabídku funkcí, mezi které lze zařadit např.:

• zobrazení průběhů živých nebo historických hodnot až 256 analogových, diskrétních, řetězcových a událostních proměnných,
• podpora současné analýzy z více procesních serverů,
• základní statistické výpočty,
• automatický tisk připravených šablon.

Většina základních vlastností a funkcí aplikace Trend je přístupna i v objektu ActiveX iTrend, který je rovněž součástí sady ActiveFactory (obr. 2).

4.3 ActiveFactory Query
Klientská aplikace ActiveFactory Query poskytuje uživatelům účinnou a přímou metodu prohlížení dat uložených v databázi IndustrialSQL Server. V uživatelském rozhraní typu „ukaž a klikni“ lze vytvářet a analyzovat dotazy v syntaxi jazyka SQL s možností okamžitě zobrazit výsledek. Vytvořené dotazy je možné kopírovat a spouštět i v dalších klientských databázových aplikacích, jako jsou Microsoft Query Analyzer, vlastní (zákaznické) aplikace atd.

4.4 ActiveFactory Workbook
ActiveFactory Workbook je doplněk pro tabulkový procesor Microsoft Excel (MS Office 97 a 2000), který umožňuje získávat data z IndustrialSQL Serveru přímo z prostředí aplikace MS Excel, a to bez jakýchkoliv znalostí jazyka SQL. Načítání uložených dat zajišťují rozšířené uživatelské funkce, k jejichž parametrizaci se využívají připravené průvodce.

Veškeré uživatelem vytvořené analytické sestavy mohou být aktualizovány na požádání, při vzniku určité události, splnění určitých podmínek nebo periodicky ve stanovenou dobu. Aktualizace může být i zcela zautomatizována pomocí technologie OLE Automation z programů InTouch, popř. z jiných klientských aplikací podporujících tuto technologii, nebo s využitím skriptových nástrojů firmy Microsoft.

4.5 ActiveFactory Report
ActiveFactory Report je doplněk pro textový editor Microsoft Word (MS Office 97 a 2000), který využívá jeho výkonné možnosti formátování a editování pro zpracování dat uložených v databázi IndustrialSQL Server.

V obecně známém prostředí programu Word může uživatel do příslušného dokumentu implementovat příkazy jazyka SQL pro načítání dat. Načtené informace mohou být zobrazeny buď jako samostatné hodnoty, nebo jako rozsáhlá datová pole v tabulkové podobě.

Jakýkoliv vytvořený dokument (report) může být uložen jako šablona, kterou lze dále využít pro vytváření nových reportů nebo internetových stránek. Reporty mohou být vytvářeny na požádání, při vzniku určité události, při splnění určitých podmínek nebo periodicky ve stanovenou dobu.

Stejně jako u aplikace ActiveFactory Workbook mohou být sestavy vytvářeny i automaticky s využitím technologie OLE Automation.

4.6 ActiveFactory View
ActiveFactory View je klientská aplikace pro prezentaci „živých“ procesních dat v grafickém prostředí. Aplikace se skládá ze dvou základních modulů.

Modul ActiveFactory Draw umožňuje snadno a rychle tvořit grafická zobrazení a napojit předem definované objekty přímo na tabulky s živými daty v databázi IndustrialSQL Server.

ActiveFactory Live je runtime modul pro prohlížení již vytvořených grafických oken. Jednotlivé objekty jsou připojeny na aktuální, dynamicky se měnící hodnoty příslušných proměnných IndustrialSQL Serveru. Grafické zobrazení lze snadno rozšířit o zobrazení historických a reálných trendů, a to přímo za chodu aplikace v runtime prostředí (obr. 3).

4.7 Objekty ActiveFactory ActiveX
Pro vývojáře softwaru a zkušenější uživatele nabízí ActiveFactory i rozsáhlou sadu objektů ActiveX. Tyto objekty mohou být jednoduše integrovány do aplikací z Wonderware FactorySuite s funkcí kontejneru ActiveX (např. InTouch) nebo do dalších aplikací s touto funkcí od nezávislých dodavatelů (MS Visual Basic, MS C++, Delphi aj.).

4.8 Aplikace ActiveFactory v prostředí internetu a intranetu
Praxe ukazuje, že mezi žádané funkce analytických nástrojů v současné době patří podpora práce v prostředí internetu a intranetu.

Jak je u firmy Wonderware zvykem, nevytváří za každou cenu svá vlastní řešení, ale využívá osvědčené technologie firmy Microsoft; jednotlivé produkty z ActiveFactory proto těsně spolupracují s produkty Microsoft IIS (Internet Information Server) a Microsoft Office.

Toto efektivní a snadno škálovatelné řešení lze kdykoliv rozšířit o informační portál Wonderware SuiteVoyager [2], čímž se uživatelům otevírají další možnosti sledování a analyzování technologických, procesních a výrobních dat.

5. Závěr

Nové alarmové jádro systému InTouch 7.11 představuje podstatný kvalitativní krok, který vyhoví všem typům použití. Síťové aplikace InTouch mohou plně využít zvýšený výkon, nové distribuované vlastnosti a ukládání alarmů do plnohodnotné databáze MS SQL Server. Samostatné aplikace budou ukládat alarmy do jádra MS SQL Serveru (MSDE), šetrného vůči systémovým zdrojům PC, a uživatelé moderních terminálových služeb ve Windows 2000 mohou sdílet alarmové události dokonce i mezi aplikacemi InTouch běžícími v relacích na terminálovém serveru.

SCADAlarm 5.0 rozšiřuje systém InTouch o výkonnou vzdálenou správu alarmů s multimediálními schopnostmi a dovoluje operátorům „poslouchat“ a ovládat alarmové stavy i další proměnné z různých typů telekomunikačních zařízení.

ActiveFactory umožňuje pracovníkům na všech úrovních organizace pomocí jednoduchých dialogových oken a výběrových metod typu „ukaž a klikni“ snadno přistupovat k požadovaným výrobním informacím. Pouhým stiskem tlačítka lze v prostředí ActiveFactory spouštět komplexní analýzy dat a vytvářet požadované reporty. Informace lze sdílet i s dalšími spolupracovníky, jejichž počítače jsou vybaveny pouze internetovým prohlížečem.

Pantek (CS) s. r. o.
Škroupova 957
50 02 Hradec Krílové
tel.: 049/563 50 72-3
http://www.pantek.cz