ПТК Космотроника-Венец. Стандарт OPC

Стандарт OPC

Комплекс содержит в своем составе технические и программные средства стыковки и интеграции в единую АСУТП различных подсистем других поставщиков: например, аппаратуры вибродиагностики и виброконтроля, микропроцессорных защит, аппаратурой розжига горелок, система РЧМ и другими локальными подсистемами. ПТК обеспечивает двухстороннюю информационную связь с общестанционной АСУТП, АСУП и корпоративными сетями. Обеспечивает работу по всем известным протоколам связи, включая МЭК-61850, Fast Ethernet, OPC DA 2.05A, IEC 870-5-101 (103, 104), MODBUS (RTU/TCP), Profibus DP, и др.

Здесь опишем применение стандарта OPC в ПТК "Космотроника-Венец"

Применение стандарта OPC

Стандарт OPC (OLE for Process Control) был разработан в конце 90-х годов прошлого века группой компаний, специализирующихся на разработке и применении систем промышленной автоматизации (АСУТП и АСУП) при внегласной поддержке корпорации Microsoft.

Он предназначен для обеспечения возможности обмена промышленными данными между приложениями различных разработчиков, базирующимися на платформе Microsoft Windows или платформах, реализующих схожие с Windows механизмы обмена (FreeBSD, Linux). В основе стандарта лежат технологии межпроцессного взаимодействия COM/DCOM и .NET, разработанные фирмой Microsoft и частично перенесенные на ОС других фирм.

Продвижением стандарта OPC занимается некоммерческий консорциум OPC Foundation, который постоянной совершенствует различные спецификации стандарта, выпускает тестовые утилиты и исходные коды примеров, осуществляет информационную поддержку разработчиков, использующих данный стандарт, организует различные семинары.

Стандарт OPC делится на ряд спецификаций, предназначенных для построения приложений для различных задач промышленной автоматизации. Наиболее распространенными являются:

Data Access (OPCDA)– спецификация, обеспечивающая доступ к текущим данным (“срез параметров”);
Historical Data Access (OPCHDA) – спецификация, обеспечивающая доступ к ретро информации;
Alarm and Events (OPCAE)– спецификация, обеспечивающая доступ к различным событиям и тревогам, возникающим в системах АСУТП (“сигнализация”).

Существуют ряд дополнительных спецификаций, обеспечивающих доступ к данным из приложений, поддерживающих технологию OLE Automation (различные офисные приложения, такие как Access, Excel, Word). Они распространяются OPC Foundation в виде бесплатных готовых решений, как прослойки между клиентскими приложениями, поддерживающими OLE Automation, и OPC-серверам независимых разработчиков.

Минимальной информационной единицей в стандарте OPC является “элемент” (Item) со строковым идентификатором (ItemID), находящимся в плоском или древовидном адресном пространстве. Элемент имеет значение, определенного типа, изменяющееся во времени и признак качества элемента (Quality) - характеристику достоверности значения. Элемент может также обладать рядом информационно-справочных свойств (Properties).

В спецификации OPCDA, OPCHDA значение элемента, возвращенное сервером клиенту, снабжается также меткой времени (TimeStamp) – моментом времени установки возвращаемого значения c точностью до 100 наносекунд.

Интерпретация элемента в OPC-сервере может быть абсолютно любая. Это может быть как физическое значение напряжения на входе/выходе модуля УСО, так и переменная в некой логической подпрограмме управления.

ПТК “Космотроника-Венец” представляет собой замкнутый трехуровневый механизм управления технологическим объектом, включающий в себя устройства ввода/вывода, промышленные контроллеры, реализующие различные технологические алгоритмы в реальном масштабе времени, технологическую базу данных; средства оперативного управления и сигнализации, САПР для построения технологических алгоритмов и видеограмм оперативного персонала, средства сбора и создания долгосрочных архивов технологического процесса, программы ретро анализа, средства диагностики КТС. В связи с этим, применение OPC стандарта в ПТК “Космотроника-Венец” предусматривается не в качестве промежуточного звена между оборудованием и средствами управления и отображения, как это широко распространенно в мире, а в первую очередь как шлюзовое средство между ПТК и аналогичными промышленными системами сторонних разработчиков, дополняющих или расширяющих возможности ПТК “Космотроника-Венец” на промышленном объекте.

В настоящее время в ПТК “Космотроника-Венец” разработаны и успешно применяются два программных средства, поддерживающих спецификацию OPCDA 2.05a.

В начало

1. Open OPC Server

Применяется в дополнении к внутреннему шлюзовому Proxy-серверу и обеспечивает:

операции чтения/записи данных со специализированных технологических модулей “Точка”, являющимися полноправными участниками технологических алгоритмов;
операции чтения и автоматического преобразования в элементы OPC оперативной информации по датчикам, блокам управления и технологическим модулям, заранее определяемым пользователем с помощью конфигурационной утилиты;
предоставления дополнительной справочной информации о любом объекте ПТК, представленном в адресном пространстве OPC-сервера (например, название, AKS-код, единицы измерения и т.д.);
разграничения по уровням доступа внешних клиентов к OPC-серверу (подразделяются на Гость, Оператор, Инженер, Администратор).

В начало

2. OPC Link Client

Также применяется в дополнение к внутреннему шлюзовому Proxy-серверу и обеспечивает:

подключение к неограниченному числу OPC-серверов сторонних разработчиков;
трансляцию информации с OPC-элементов на технологические модули “Точка” (и наоборот), задействованные в технологических алгоритмах;
удобный интерфейс построения трансляционных таблиц;
контроль состояния линий связи с OPC-серверами;
средства документирования возможных неполадок.

Благодаря применению этих программных средств совместно со шлюзовыми Proxy-серверами ПТК “Космотроника-Венец”, дополнительно задействуются механизмы улучшения отказоустойчивости:

быстрое обнаружение отказов сетевого оборудования;
резервирования информации путем сетевого дублирования;
дублирования шлюзовых серверов.

Open OPC Server прошел сертификацию предлагаемым OPCFoundation тестом и в настоящее время применяется в составе ПТК на Нижневартовской ГРЭС и Сургутской ГРЭС-2.

В перспективе планируется создание надстройки OPCHDA для представления ретро информации технологического процесса стандартными средствами и обеспечения возможности проведения ретро анализа средствами сторонних разработчиков.

В шлюзовый OPC-сервер также планируется добавить поддержку стандарта OPC DA 3.0 и OPC XDA.

В начало