сергей рылов
к.т.н., эксперт по автоматизации производства,
Школа Fine Start
В данной статье рассмотрим тренды SCADA.
Тренды используются для анализа поведения объекта управления и чаще всего имеют графическое представление.
Более подробно о трендах далее в статье.
Итак, начнём!
Тренд – это изменение значений описательной характеристики объекта управления во времени. В системах SCADA тренд чаще всего - это графическое представление изменения переменных значений технологических параметров (например, давление, температура и т.д.), каждая из которых записывается в память компьютера через определенный интервал времени.
Для чего это нужно - достаточно очевидно. График изменения значений технологических параметров во времени способствует лучшему пониманию динамики технологического процесса на предприятии. Поэтому подсистема создания трендов и хранения информации о параметрах с целью ее дальнейшего анализа и использования для управления является неотъемлемой частью любой SCADA — системы.
Тренды реального времени (Real Time)
Тренды реального времени (Real Time) отображают динамические изменения параметра в текущем времени. Они позволяют выводить изменения значений переменных, как только они происходят для любой конкретной переменной или для выражения, которое содержит одну или несколько переменных.
При появлении нового значения параметра в окне тренда происходит прокрутка графика справа налево. Таким образом, текущее значение параметра выводится всегда в правой части окна.
Исторические (архивные) тренды
Исторические (архивные) тренды не являются динамическими. Они обеспечивают «снимок» состояния данных за прошедшее время, т.е. по архивным данным.
Тренды становятся историческими (Historical) после того, как данные будут записаны на диск, и можно будет использовать режим прокрутки предыдущих значении назад с целью посмотреть прошлые значения.
Отображаемые данные тренда в таком режиме являются неподвижными и будут отображаться только за определенный период.
Различают часовые, сменные и суточные тренды, которые используются для печати сменных документов.
В отличие от трендов реального времени исторические тренды обновляются только по команде — при запуске скрипта, изменении значения выражения или нажатии оператором соответствующей кнопки.
Тренды в SCADA InTouch
InTouch предлагает пользователю оба типа графических объектов, называемых трендами: тренд реального времени и исторический (архивный) тренд.
Тренды реального времени дают возможность создавать графики изменения во времени четырех переменных (4 пера), в то время как для исторических трендов можно конфигурировать до восьми перьев в одном объекте.
Количество объектов типа «тренд» в приложении, в том числе и в одном окне, не ограничено.
Realtime тренд в SCADA Intouch
Оба типа трендов создаются c использованием специальных графических объектов инструментальной панели WindowMaker.
Архивные тренды в SCADA Intouch
InTouch также обеспечивает полный контроль над конфигурированием трендов. Для примера, можно определить диапазон времени, область значений, разрешение сетки, размещение временных отметок, число перьев и атрибуты цвета и т.д.
Допускается переконфигурирование архивного тренда на этапе исполнения приложения (в Runtime).
При конфигурировании архивного тренда можно создать «визиры» (ползунки, бегунки), с помощью которых удобно получить значения всех отображаемых переменных на один и тот же момент времени.
Бегунки архивного тренда представляют собой позиционные индикаторы на временной оси, положение которых определяет объем извлекаемых данных. Связав объект «движковый регулятор» с полем бегунка, можно осуществлять перемещение вдоль архивного тренда.
Кроме того, имеются функции вычисления среднего, минимального и максимального значений в определенном бегунком положении.
Можно создать правый и левый бегунки и производить обработку данных кривой, расположенной между бегунками. Вычисляются следующие величины: среднее, минимальное, максимальное, отношение мин/макс и стандартное отклонение.
В зависимости от положения бегунков на оси можно реализовать и другие функции (увеличение и уменьшение заключенной между бегунками области графика).
Благодаря системе распределенных архивов на один и тот же график можно выводить информацию из нескольких баз данных. Все сказанное выше о механизме создания тренда реального времени инструментом Real Time Trend в среде разработки WindowMaker и о его последующем конфигурировании можно отнести и к архивному тренду, создаваемому инструментом Historical Trend среды разработки.
В InTouch имеется система распределенных архивов, обеспечивающая поиск архивных данных в любом InTouch — приложении. Данная система расширяет возможности стандартных архивов InTouch, позволяя одновременно получать информацию из нескольких удаленных баз данных, которые в этом случае называются провайдерами архивов.
Одновременно можно обращаться к восьми провайдерам (по одному на каждое перо).
Каждый узел, выполняющий функцию регистрации, может писать только в один архив.
Система имеет два провайдера архивов. Левый провайдер регистрирует информацию только из узла, расположенного слева внизу. Правый провайдер регистрирует информацию из узла, расположенного справа вверху.
Остальные три узла (вверху слева) лишь используют архивные данные. Читать информацию из архивных файлов может каждый из узлов системы.
Тренды в SCADA Citect
В системе Citect реализована единая распределенная система построения трендов реального времени и графиков для анализа технологических процессов, функционирующая в архитектуре клиент - сервер.
Сбор, хранение и обработку информации для ее представления в графическом виде осуществляет сервер трендов (Trends Server). При необходимости вывода трендов реального времени и архивных трендов на экран компьютера визуализации (Display Client) клиент запрашивает у сервера необходимые данные.
Citect предоставляет возможность вывести на тренд любую переменную или значение выражения на языке Cicode. Можно одновременно посмотреть на экране любое количество трендов и увидеть до восьми графиков в любом окне тренда. Накопление данных продолжается даже тогда, когда дисплей не активен. Можно перемещаться по страницам проекта, не влияя на процесс построения трендов и систему регистрации данных.
В Citect можно строить периодические тренды — Trend Periodic (регистрация данных через определенные интервалы времени с разрешением до нескольких миллисекунд), тренды по событию — Trend Event (регистрация данных в момент наступления события) и периодические тренды по событию — Trend Periodic Event.
Citect использует круговую систему записи в файлы, что предпочтительней, чем в один большой файл. По умолчанию используются 10 файлов, регистрирующих данные в течение одной недели, начиная с полуночи воскресенья.
В самом начале регистрации данные записываются в первый файл. С полуночи следующего воскресенья запись будет производиться во второй файл. С полуночи следующего воскресенья запись будет производится в третий файл и т. д. После 10 недель в первый файл записываются новые данные, уничтожая при этом старую информацию. Также по умолчанию имя файла будет содержать 8 символов имени переменной тренда.
Для отображения трендов на экране в системе Citect предусмотрены специальные шаблоны страниц:
- одиночный тренд (SingleTrend) — шаблон для создания страницы с одним окном трендов, в котором имеется до 8 перьев
- двойной тренд (DoubleTrend) — шаблон для создания страницы с двумя окнами трендов, в каждом из которых имеется до 8 перьев
- сравнительный тренд (CompareTrend) — шаблон для создания страницы c двумя трендами, наложенными один на другой в целях их сравнения (до четырех пар графиков)
- масштабный тренд (ZoomTrend) — шаблон страницы с функцией масштабирования
- выпадающий тренд (PopTrend) — шаблон для вывода тренда в любом месте экрана (в отдельном окне)
- тренды по событию (EventTrend) — шаблон страницы с одним окном для тренда по событию во времени на восемь перьев
Эти шаблоны практически исчерпывают все потребности разработчика при создании трендов проекта. Если все — таки появится необходимость в создании нового шаблона, в Citect — есть специальный инструментарий для реализации пользовательского шаблона.
Выводы
- В настоящее время существует достаточное количество различных SCADA систем.
- У каждой SCADA системы есть Realtime и архивные тренды.
- Для каждой SCADA системы характерна своя архитектура архивации значений и вывода их на тренды.
- Для вывода realtime значений имеются тоже свои уникальные методики и подходы.
Исходя из этого перед выбором SCADA системы – необходимо ознакомиться с этими подходами и методиками – для четкого понимания возможностей той или иной SCADA системы при работе с архивными трендами и трендами реального времени.
Сергей Рылов
К.Т.Н., ЭКСПЕРТ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА, ШКОЛА FINE START
Более 10 лет опыта инженером по автоматизации, инженером-программистом АСУ ТП и инженером-проектировщиком АСУ ТП в разных отраслях промышленности.
Принимал участие в таких крупных проектах автоматизации, как проекты ГУП «Мосгортранс» и ОАО "Линде Газ Рус".
Заинтересовала статья?
Освоить востребованную профессию в сфере автоматизации производства вы можете в Школе Fine Start. Узнайте детали в каталоге наших профессий