Визуализация процесса WinCC , SIEMENS

Подождите немного. Документ загружается.

2 Визуализация процесса WinCC

2.1. Обзор

SIMATIC WinCC является модульной масштабируемой системой визуализации про-

цесса (SCADA-системой) для приложений различного уровня, начиная от простых од-

нопользовательских приложений в машиностроении и до сложных многопользователь-

ских или даже распределенных систем с несколькими (резервированными) серверами

и клиентами в сети Web в промышленных и строительных системах.

В основном SIMATIC WinCC предлагает следующие возможные конфигурации сис-

темы:

• однопользовательская система;

• многопользовательская система (решение клиент-сервер);

• распределенная система;

• системы с использованием Web клиентов;

• решения с использованием технологий “тонкий клиент” (англ. Thin Client);

• системы с использованием архивного сервера (Historian [Исторический архив]);

• системы с резервированными серверами;

• решения с использованием как Web клиентов, так и “тонких клиентов”.

В дополнение к функциям контроля и оперативного управления, технологиям обработ-

ки аварийных сообщений, регистрации, архивирования и диспетчерского управления

базовая система WinCC предоставляет различные возможности диагностики.

В качестве стандартных система поддерживает разные варианты соединений для од-

нопользовательских систем и серверов:

• SIMATIC S7

• SIMATIC S5

• SIMATIC 505

• SIMATIC WinAC

• PROFIBUS FMS / DP

• OPC

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 2 из 47

2.2. Конфигурации системы

2.2.1 Однопользовательская система

Однопользовательские системы используются в небольших приложениях, но могут

также использоваться для контроля и управления функционально-независимыми ком-

понентами системы. Однопользовательская система работает автономно. Это озна-

чает, что система имеет свою связь с процессом, кадры и архивы. Существует целый

ряд возможностей для организации обмена данными с уровнем автоматизации. Кроме

того, значения процесса могут передаваться в концентратор данных через локальную

сеть предприятия (англ. LAN) (WinCC в качестве сервера OPC).

Однопользовательская система WinCC

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 3 из 47

2.2.2 Многопользовательская система –решение клиент-сервер

Многопользовательские системы позволяют нескольким пользователям одновре-

менно осуществлять управление процессом в одной и той же части установки, при

этом каждый из пользователей видит действия другого. Действия по управлению про-

цессом или квитирование сообщений на одной операторской станции выполняются

согласованно с действиями на других станциях. В многопользовательской системе

скоординированно работают несколько операторских станций. При этом станции

управления совместно используют централизованные службы, например, сбор данных

или регистрацию.

Операторские станции в многопользовательской системе могут быть расположены

вдоль линии производства, При этом оператор сможет переключаться между ними в

зависимости от условий процесса и при необходимости вмешиваться в процесс.

Многопользовательские системы работают по принципу клиент-сервер. Сервер бе-

рет на себя выполнение центральных задач, например, связь с процессом и регистра-

цию сообщений или значений процесса для операторских станций в многопользова-

тельской системе, а также централизованное администрирование данных проекта. Для

установки многопользовательской системы требуется пакет опций WinCC/Server (см.

главу 5.4.1). Если к серверу предъявляются высокие требования в отношении работо-

способности, можно дополнительно использовать опцию WinCC/Redundancy (см. главу

5.3.1)

Клиентские станции используют сервисы, предоставляемые серверами. Обычно кли-

ентские станции обмениваются данными с сервером по отдельной локальной сети

(LAN), которая одновременно обеспечивает связь с офисным уровнем. Для обмена

данными между операторскими станциями используется стандартный протокол

TCP/IP. Так как клиенты автоматически осуществляют поиск сервера, который опреде-

лен для них в соответствующих проектах, они могут быть подключены на более позд-

нем этапе без какого-либо нежелательного воздействия на систему.

Один WinCC сервер может обслуживать до 32 WinCC клиентов. При одновременном

использовании сервера в качестве операторской станции, к нему можно присоединить

не более четырех клиентов. В качестве платформы для WinCC сервера необходим

Windows 2000 Server / Advanced Server.

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 4 из 47

Решение клиент-сервер WinCC с макс. 32 клиентами, подключенными к каждому

серверу.

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 5 из 47

2.2.3 Распределенная система

В распределенной системе все приложение распределено между несколькими сер-

верами. Распределение приложения или отдельных задач между несколькими серве-

рам позволяет улучшить рабочие характеристики, снизить нагрузку на отдельные сер-

веры и увеличить производительность системы в целом.

В связи с этим, в общем случае, имеет смысл распределять все задачи визуализации

между несколькими серверами в соответствии с физической структурой установки

(например, кузовные работы, цех окраски) или по функциональному признаку, на-

пример, сервер сообщений, сервер архивов и т.д. Распределение задач также позво-

ляет учесть топологию установки.

WinCC серверы с распределением задач в соответствии с физической структурой

WinCC серверы с распределением задач в соответствии с выполняемыми функция-

ми

Для создания распределенной системы необходима только одна серверная лицензия

для каждого используемого сервера (опция WinCC/Server). Фактическое распределе-

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 6 из 47

ние задач производится путем соответствующего проектирования, то есть для всех

клиентов сети создаются отдельные проекты, определяющие функции конкретного

клиента.

Полный обзор всей установки может быть получен с помощью клиентов, которые име-

ют доступ к данным всех серверов и обеспечивают обзор кадров изображений и дан-

ных различных проектов на серверах в одно и то же время. Для этих клиентов можно

сконфигурировать общие сообщения или представление данных архивов с разных

серверов в виде трендов.

При необходимости, если серверы используются в распределенной системе, можно

создавать структуры с резервированными серверами.

Нами были протестированы системы WinCC версии 6.0, включающие максимально

возможное количество серверов (12 серверов или резервированных пар серверов) и

выпущен соответствующий перечень рабочих характеристик. Каждый сервер может

обеспечивать текущими или архивными данными процесса до 32 клиентов, независи-

мо от того, являются ли эти клиенты обычными клиентами или мультиклиентами. Ис-

пользование клиентов, предоставляющих полный обзор данных всех серверов, позво-

ляет получить максимальную производительность системы с использованием в ней 32

клиентов.

Распределенная система с макс. 12 (резервированными) серверами и 32 клиентами

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 7 из 47

2.2.4 Web клиенты

Для создания Web решения необходимо установить Web Navigator Server на компью-

тере однопользовательской системы WinCC, WinCC сервере или (SCADA) клиенте, а

на любом другом компьютере с операционной системой Windows - Web Navigator Cli-

ent. Такой клиент делает возможным контроль и управление текущим WinCC проектом

с использованием Internet браузера с поддержкой ActiveX. Это означает, что Web кли-

ент, подключенный к Web серверу, может из любой точки мира иметь доступ к проек-

там всех серверов системы, максимальное количество которых может быть 12, и среди

которых могут быть резервированные серверы. Web Navigator Client и Server являются

компонентами опции WinCC/Web Navigator (см. главу 5.2.2).

К одному Web серверу можно одновременно подключить до 50 Web клиентов. Обмен

данными по локальной сети и сети Intranet/Internet осуществляется по протоколу

TCP/IP. Так как минимальная пропускная способность, необходимая для передачи

данных, составляет около 10 Кбайт в секунду, можно использовать автоматическое

соединение (англ. dial-up connection) с помощью модемов /GSM, ISDN или DSL.

Однопользовательская система WinCC, сервер или клиент, используемый в качест-

ве Web сервера

Операторские станции в сети Web включены в локальную систему управления пользо-

вателями установки. Различные уровни доступа регулируют права доступа, которыми

обладают разные пользователи. Помимо этого Web Navigator поддерживает все обще-

принятые механизмы обеспечения безопасности, которые обычно используются Inter-

net приложениями.

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 8 из 47

2.2.5 Решения, основанные на использовании технологий “тонкий

клиент”

Использование технологий “тонкий клиент” сделало возможным включение в систему

простых ПК под управлением операционной системы Windows (например, Windows

9x/ME), устойчивого локального оборудования (например, SIMATIC MP370 с опцией

ThinClient/MP) и мобильных клиентов (PDA Personal Digital Assistants) под управлением

Windows CE. Подобные решения предъявляют невысокие требования к аппаратному

обеспечению, так как само приложение, т.е. Web Navigator клиент, исполняется на

терминальном сервере под управлением Windows 2000, к которому можно подключить

до 25 “тонких клиентов”.

Принцип обработки данных, используемый в системах “тонкий клиент”/сервер основан

на физическом разделении данных, исполняемых приложений и экранных изображе-

ний на экране. Терминальные службы ОС Windows 2000 Server позволяют запускать

приложения – типа Web Navigator – в оперативной памяти центрального терминально-

го сервера под управлением Windows 2000, а не в собственной памяти компьютеров

клиентов.

В таком случае клиентские ПК становятся терминалами, единственной задачей кото-

рых является ввод данных (посредством клавиатуры или мыши) и их отправка на тер-

минальный сервер. Терминальный сервер выполняет текущую обработку данных (на-

пример, обновление кадров процесса) и возвращает полученное экранное изображе-

ние на клиентский ПК, который отображает его на своем мониторе.

Система, охватывающая все предприятие, с отдельными Web и терминальным

серверами в локальной сети/ сети Internet/intranet/

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 9 из 47

Система, охватывающая все предприятие: смешанное управление с использовани-

ем Web клиентов в сети Internet/intranet и “тонких клиентов”, обслуживаемых тер-

минальным сервером

Siemens AG, A&D PT1 BD, M. Барон Описание системы WinCC V6

Последняя редакция 13.09.03

Страница 10 из 47

2.2.6 Центральный архивный сервер (Historian [Исторический ар-

хив])

В процессе комплексной установки WinCC можно создать распределенную систему с

распределением задач по функциональному признаку, например, сервер сообщений,

архивов, и т.д. Распределение приложения или отдельных задач между несколькими

серверам позволяет улучшить рабочие характеристики, снизить нагрузку на отдельные

серверы и увеличить производительность системы в целом.

Особым примером распределения функций является использование архивного сер-

вера, который выступает в качестве Historian [Исторического архива] и служит для

централизованного обмена информацией в пределах всей компании. Использование

такого сервера позволяет добиться высоких количественных характеристик системы

при значительном уровне производительности а также позволяет выполнять задачи

архивирования централизованно. Сервер получает текущие данные процесса (сооб-

щения, измеряемые значения) от серверов WinCC более низкого уровня с использова-

нием протокола TCP/IP или OPC.

В качестве источников данных может использоваться до 11 серверов WinCC, уда-

ленные серверы OPC DA или удаленные базы данных. При высоких требованиях,

предъявляемых к работоспособности системы возможно создание решений с резерви-

рованием с использованием резервированных WinCC серверов, архивных серверов и

серверов резервных копий.

Отдельный архивный сервер WinCC (Historian)