Введение
Настоящая книга является Руководством по использованию системы TESS Scada (далее - Руководство) и представляет собой описание всех компонент системы TESS Scada.
В данном руководстве описаны основные принципы функционирования системы, а также рассматриваются приемы работы с ней. Для специалистов, занимающихся конфигурированием и администрированием, предоставлена информация по установке и настройке системы.
Структура Руководства
В главе 1 излагается концепция системы TESS Scada. Описываются заложенные в систему принципы, основные используемые понятия, общая схема работы.
Главы со 2 по 6 содержат подробное описание порядка работы с основными элементами системы TESS Scada - постами, датчиками и центром управления.
Глава 7 посвящена установке системы.
В главе 8 описаны варианты конфигурирования TESS Scada, позволяющие интегрировать ее в информационную систему предприятия.
Что Вы должны знать
Характер изложения данного Руководства предполагает, что Вы знакомы с операционной системой компьютера, на котором работает система TESS Scada (Microsoft Windows 98, Microsoft Windows NT или Microsoft Windows 2000), и владеете базовыми навыками работы в ней.
Вам должны быть знакомы следующие понятия и навыки:
- использование меню 'Пуск' ('Start') для вызова программ;
- приемы работы с окнами;
- работа с меню;
- использование управляющих элементов диалогов;
- стандартные диалоги.
Если Вы недостаточно хорошо владеете перечисленными выше понятиями и навыками, рекомендуем обратиться к документации по операционной системе.
Соглашения
Обозначения клавиш. Клавиши, такие как Enter, Esc, Del и подобные, будут обозначаться как показано выше - без кавычек. Для ссылок на клавиши управления курсором (клавиши со стрелками) будет использоваться фраза 'клавиши управления курсором', когда необходимо сослаться сразу на все клавиши по отдельности, будут использоваться словосочетания Стрелка Вверх, Стрелка Вниз, Стрелка Вправо и Стрелка Влево, также без кавычек.
Комбинации клавиш. Когда для выполнения какой-либо команды необходимо использовать комбинацию клавиш, в тексте это обозначается, например, как Ctrl-F3. Такая запись означает, что для выполнения команды необходимо сначала нажать первую клавишу (в нашем примере - Ctrl), затем, не отпуская ее, нажать вторую клавишу комбинации (в нашем примере - F3).
Обозначения кнопок. Наименования кнопок в диалогах и формах ввода-редактирования данных будут даваться их названиями в кавычках, например 'OK', 'Отмена', 'Удалить' и так далее.
1. Концепция системы
Система TESS Scada может быть использована для обеспечения оперативного контроля состояния удаленных промышленных объектов, сбор данных с которых традиционными способами затруднен или невозможен.
1.1 Краткое описание понятий системы
Система управления базами данных (СУБД). Программа, являющаяся частью комплекса TESS Scada. Служит для хранения и доступа к используемым программой данным, таким как почта, позиционные отчеты, списки судов и др.
База данных. Некоторая информация, доступ к которой обеспечивается средствами системы управления базами данных.
Microsoft SQL Server Desktop Edition (MSDE). Система управления базами данных компании Microsoft. Входит в поставку коммерческой версии программы. Необходима для нормальной работы программы. Можно заменить на другую СУБД, поддерживающую стандарт T-SQL.
Датчик. Устройство, преобразующее состояние окружающей среды или параметры производственного процесса в форму, пригодную для последующей автоматизированной обработки.
Параметр. Некоторое число, отражающее состояние производственного процесса. Параметр непосредственно связан с показанием датчика или группы датчиков.
Микроконтроллер. Миниатюрный промышленный компьютер, работающий под управлением специальной программы.
Объект контроля. Некоторый производственный процесс, состояние которого необходимо контролировать. Состояние объекта контроля преобразуется в цифровую модель посредством подсоединяемых к нему датчиков и сохраняется в энергонезависимой памяти поста, после чего может становится доступно по запросу с центра управления.
Пост. Микроконтроллер, обеспечивающий сбор информации с подсоединенных к нему датчиков, предварительную обработку, хранение полученных данных и отправку их в центр управления по каналу связи.
ПОСТ-G. Пост, использующий канал связи системы спутниковой связи ГлобалСтар. Расшифровка сокращения: Пост-GlobalStar.
ПОСТ-I. Пост, использующий канал связи системы спутниковой связи Инмарсат. Расшифровка сокращения: Пост-Inmarsat.
ПОСТ-P. Пост, использующий в качестве канала связи публичные коммутируемые телефонные линии. Расшифровка сокращения: Пост-Public Switched Telephone Network.
Канал связи. Способ передачи информации между двумя точками. В системе используется для обмена информацией между центром управления и постами.
Канал связи ГлобалСтар. Спутниковый канал связи, образованный парой спутниковых модемов и системой спутниковой связи Глобалстар.
Канал связи Инмарсат. Спутниковый канал связи, образованный терминалом стандарта Инмарсат-С, системой спутниковой связи Инмарсат и сетью пакетной передачи данных Интернет.
Канал связи через публичные коммутируемые телефонные линии. Телефонный канал связи, образованный парой модемов, работающих в голосовом диапазоне частот и публичными коммутируемыми телефонными линиями.
Центр управления. Компьютер с установленным фирменным программным обеспечением ООО 'ТЕСС.КОМ' комплекса управления постами. Обеспечивает унифицированный сбор информации с постов (используя соответствующие каналы связи), хранение и формирование на ее основе сводных отчетов.
Интервал опроса. Интервал между соседними опросами датчика в минутах. Интервал в 5 минут означает, что запрос данных с датчика и сохранение полученных данных будет производиться каждые 5 минут.
Точка отсчета. Точка, относительно которой отсчитывается время опроса датчика. Например, если Вы указали точку отсчета 9.45, а интервал опроса 5 минут, опросы состояния датчика будут выполнены в 9.45, 9.50, 9.55, 10.00 и т.д.
WatchDog. Таймер, который по достижении некоторого предельного значения аппаратно перезагружает микроконтроллер. Применяется для обеспечения бесперебойной работы микроконтроллера - даже в случае программного сбоя и 'зависания' программы она будет принудительно перезагружена и восстановление работы микроконтроллера не потребует выезда специалиста на место.
Сеанс связи. Операция, выполняемая с помощью канала связи. В ходе операции с устройства снимаются накопленные им отчеты и устанавливаются новые параметры датчиков, если это было заказано оператором центра управления.
Тип датчика. Размер в байтах и тип данных выхода датчика. Для примера: 2-байтовое целое число, 4-байтное число с плавающей запятой, 8-байтное число с плавающей запятой двойной точности.
2. Функционирование системы
Система TESS Scada состоит из трех основных частей:
- Пост. Контроллер сбора, хранения и передачи информации - микрокомпьютер с фирменным программным обеспечением ООО 'ТЕСС.КОМ'. Пост осуществляет опрос подсоединенных к нему датчиков с задаваемой Вами периодичностью - от 1 в минуту до 1 в сутки. Существует 3 модификации поста: ПОСТ-G (работает с использованием оборудования спутниковой связи системы ГлобалСтар), ПОСТ-I (работает с использованием оборудования спутниковой связи системы Инмарсат) и ПОСТ-P (работает с использованием оборудования связи публичных коммутируемых телефонных сетей).
- Центр управления. Фирменное программное обеспечение ООО 'ТЕСС.КОМ' - программа управления группой контроллеров сбора, хранения и передачи информации. Работает под управлением Windows 98, NT, 2000 и обеспечивает сбор данных с микроконтроллеров, занесение их в хранилище данных и формирование сводных отчетов на основании полученных данных.
- Канал связи. Система передачи данных, обеспечивает надежную связь поста с центром управления. В зависимости от типа поста используются следующие виды каналов связи:
- Cпутниковый канал связи, образованный парой спутниковых модемов и системой спутниковой связи Глобалстар - используется как связка между ПОСТ-G и центром управления.
- Спутниковый канал связи, образованный терминалом стандарта Инмарсат-С, системой спутниковой связи Инмарсат и сетью пакетной передачи данных Интернет - используется как связка между ПОСТ-I и центром управления.
- Телефонный канал связи, образованный парой модемов, работающих в голосовом диапазоне частот и публичными коммутируемыми телефонными линиями - используется как связка между ПОСТ-P и центром управления.
2.1 Пост
Пост - микроконтроллер с фирменным программным обеспечением ООО 'ТЕСС.КОМ'. Как правило, на каждый объект наблюдения устанавливается по одному посту.
Основные функции поста:
Регулярный опрос подсоединенных к нему датчиков по заданному Вами сценарию. Периодичность опроса выбирается отдельно для каждого датчика и может быть от 1 опроса в минуту до 1 опроса в 500 минут. Точка отсчета, присвоенная датчику, представляет собой время дня, относительно которого пост будет отсчитывать время опроса датчика. Это актуально, если выбран большой интервал опроса (для примера - 5 часов). Периодичность опроса и точку отсчета датчика можно изменять, используя соответствующие функции центра управления. После изменения периодичности опросов или точки отсчета новые значения вступят в силу только после очередного сеанса связи с устройством.
Хранение данных, полученных с датчиков, в энергонезависимой памяти устройства. В зависимости от типа датчика, варьируется и количество отчетов, которое может храниться в энергонезависимой памяти поста.
Инициализация и обеспечение нормального функционирования канала связи. Любой канал связи требует программирования. Пост, в зависимости от типа, может обеспечивать функционирование соответствующего канала связи.
Обеспечение сеанса связи по запросу центра управления. Сюда входит: синхронизация времени с постом управления при каждом сеансе связи, идентификация пользователя для обеспечения конфиденциальности накопленных данных, управление параметрами опросов датчиков, подсоединенных к устройству, выдачу накопленных данных и последующее освобождение прежде занятого этими данными блока памяти.
Характеристики поста:
Максимально возможное количество подсоединенных датчиков: 255
Минимально допустимый интервал опроса датчиков: 1 минута
Максимально допустимый интервал опроса датчиков: 500 минут
Время восстановления после сбоя питания: 8 секунд
Напряжение питания: от 10В до 30В (можно нестабилизированного)
2.1.1 Пост-G
ПОСТ-G - пост, использующий канал связи системы спутниковой связи Глобалстар. Основная особенность поста - проверка качества канала спутниковой связи перед каждой инициализацией с графическим отображением этого процесса, что значительно упрощает установку и настройку спутниковых модемов системы Глобалстар.
Пост спроектирован специально под использование системы спутниковой связи Инмарсат и не может использоваться с другими каналами связи.
При установке спутниковых модемов системы Глобалстар они обязательно должны быть в прямой зоне видимости спутника. Наилучшая позиция - отсутствие препятствий на южной стороне.
Дополнительные характеристики поста:
Характерное время поиска стабильного спутникового сигнала: 8-10 секунд
Характерное время регистрации на спутнике: 5-10 секунд
Характерное время от набора номера до установления соединения 20-30 секунд
Скорость передачи данных после установления соединения: 9.6 кбит/с.
2.1.2 Пост-I
ПОСТ-I - пост, использующий канал связи системы спутниковой связи Инмарсат (оборудование стандарта Инмарсат-С). Основная особенность поста - работа с использованием коротких сообщений, без установления прямого канала связи с центром управления. Более того, для передачи данных таким постом одновременная работа и поста, и центра управления необязательна - сообщение попадает в почтовый ящик поста, из которого будет получено при следующем получении почты.
Управление постом также не требует от центра управления прямого соединения с постом - управление происходит через электронную почту Интернет. В случае, если пост управления находится на территории, где доступ к Интернет затруднен или невозможен, в качестве почтового ящика может использоваться также оборудование стандарта Инмарсат-С, либо оборудование системы спутниковой связи Глобалстар для доступа в Интернет (спутниковый модем системы Глобалстар).
2.1.3 Пост-P
ПОСТ-P - пост, использующий в качестве канала связи пару модемов, работающих в голосовом диапазоне, и публичную коммутируемую телефонную сеть. В случае, если Ваш объект расположен в месте, где возможно использование существующей инфраструктуры наземных телефонных сетей или сотовых сетей связи, этот вариант является наиболее дешевым как по стоимости оборудования, так и по стоимости связи.
В качестве оконечного оборудования могут быть использованы любые Hayes-совместимые модемы.
2.2 Центр управления
Центр управления - фирменное программное обеспечение ООО 'ТЕСС.КОМ', работающее под управлением операционной системы Windows 98, NT или 2000. В зависимости от использующихся в системе постов, компьютер с установленным центром управления должен быть оборудован следующим образом:
- если в системе используется хотя бы один пост типа 'ПОСТ-G', к компьютеру должен быть подключен спутниковый модем системы ГлобалСтар;
- если в системе используется хотя бы один пост типа 'ПОСТ-I', к компьютеру должен быть подключен терминал стандарта Инмарсат-С, либо компьютер должен быть настроен для получения/отправки электронной почты;
- если в системе используется хотя бы один пост типа 'ПОСТ-P', к компьютеру должен быть подключен Hayes-совместимый модем, подсоединенный к телефонной линии.
Способ установки периодичности отчетов и точек отсчета для датчиков, генерации отчетов и хранения полученных данных не зависит от типа используемых постов. Программа автоматически, в зависимости от типа поста, выбирает предпочтительный способ связи. В случае, если Вы инициируете сеанс связи с постом типа 'ПОСТ-G', программа автоматически проинициализирует спутниковый модем, дождется стабильного спутникового сигнала, регистрации модема на спутнике, наберет номер поста и полностью проведет сеанс связи. В случае, если Вы инициируете сеанс связи с постом типа 'ПОСТ-I', программа сформирует и отправит командное письмо по электронной почте Интернет, а также получит почту, пришедшую с момента последнего запуска программы. Для этого потребуется, чтобы Вы установили соединение с Интернет. По окончании сеанса связи Вы можете отключиться от Интернет. Если Вы инициируете сеанс связи с постом типа 'ПОСТ-P', программа автоматически проинициализирует подсоединенный к компьютеру обычный модем, наберет номер и проведет сеанс связи.
2.3 Канал связи
В зависимости от типа используемых в системе постов, Вам потребуется следующее абонентское оборудование связи:
- при использовании хотя бы одного поста типа 'ПОСТ-G' - один спутниковый модем на каждый пост и один спутниковый модем на центре управления;
- при использовании хотя бы одного поста типа 'ПОСТ-I' - один терминал стандарта 'Инмарсат-С' на каждый пост, и один терминал стандарта 'Инмарсат-С' на центре управления. В случае, если компьютер центра управления уже имеет выход в Интернет, необходимость в терминале стандарта 'Инмарсат-С' в центре управления отпадает;
- при использовании хотя бы одного поста типа 'ПОСТ-P' - один голосовой модем на каждый пост, и один модем на центр управления.
3 Установка и настройка системы
Установка TESS Scada состоит из нескольких этапов и требует перезагрузки компьютера. Чтобы исключить возможные ошибки, обязательно прочитайте инструкцию по установке перед тем, как вставить установочный диск программы. В ходе установки на Ваш компьютер будет установлена система управления базами данных Microsoft SQL Server Desktop Edition (сокращенно, MSDE). Установка MSDE полностью автоматизирована, однако после ее установки необходима обязательная перезагрузка.
3.1 Запуск программы установки
Сохраните все документы и закройте все активные программы на Вашем компьютере. Убедитесь, что на диске C Вашего компьютера есть не менее 100 мегабайт свободного пространства. Вставьте установочный диск TESS Scada в привод лазерных дисков своего компьютера. Через 10-20 секунд автоматически запустится программа установки. Нажмите на кнопку Next. Если окно инсталлятора не появилось, удостоверьтесь, что в приводе компакт-дисков действительно находится установочный диск TESS Scada. Перейдите в корневую директорию Вашего привода CDROM, и запустите файл SETUP.EXE.
3.2 Копирование файлов на Ваш компьютер
Эта операция не требует Вашего вмешательства. Если в процессе копирования возникнет какая-либо ошибка, процесс установки самостоятельно удалит те файлы, которые он уже скопировал на Ваш компьютер и выведет на экран сообщение об ошибке. Вероятнее всего, на диске С Вашего компьютера недостаточно свободного пространства (программе требуется около 100Мб). В этом случае освободите достаточно места и запустите программу установки снова.
3.3 Установка СУБД MSDE
MSDE - Microsoft SQL Server Desktop Engine - персональная версия популярной системы управления базами данных Microsoft SQL Server. Обеспечивает надежное хранение и доступ к данным. TESS Scada использует ее для хранения и доступа к данным отчетов, полученных с постов. Установка MSDE проходит полностью в автоматическом режиме, и не требует Вашего участия. По окончании установки компьютер необходимо перезагрузить.
3.4 Добавление постов
Программа может работать только с постами, которые ей известны. Чтобы добавить новый пост, Вы должны зайти в меню 'Настройка' - 'Посты', и нажать на кнопку 'Добавить'. В появившемся окне Вам необходимо выбрать тип поста и указать его телефон (в случае постов типа 'ПОСТ-G' или 'ПОСТ-P'), либо, в случае поста 'ПОСТ-I', электронный адрес, адрес POP3-сервера и адрес SMTP-сервера, а также логин и пароль для доступа к электронной почте. Все эти значения предоставляются Вам ООО 'ТЕСС.КОМ' при настройке очередного поста. Для клиентов ООО 'ТЕСС.КОМ' бесплатно предоставляется почтовый ящик на сервере Комбеллга и выполняется регистрация почтового ящика и терминала в системе Инмарсат.
Для обеспечения конфиденциальности информации на посту каждый пост имеет жестко связанный с ним пароль доступа к посту: PUK, и пароль, значение которого можно изменять, указав PUK: PIN. В ходе сеанса связи центр управления, указавший PIN, имеет те же права, что и указавший PUK, однако PIN невозможно изменить, не зная PUK. Рекомендуется использовать PUK только в крайних случаях и использовать его только для смены PIN. Рекомендуется изменять PIN по крайней мере 1 раз в месяц.
3.5 Добавление датчиков
Список датчиков центр управления определяет автоматически при первом сеансе связи с постом. Этот список обновляется при каждом соединении с постом. Для Вашего удобства в программу добавлена возможность изменения названия датчиков.
4 Использование системы
Работа с системой не представляет сложности для человека, работавшего хотя бы с одной программой под управлением операционной системы Windows 95, 98, NT или 2000. Интерфейс программы стандартизован и не использует элементов, трудных для понимания или использования.
Основные операции, выполняемые пользователем при повседневном общении с программой, следующие:
Изменение настройки датчиков - настройка или изменение периодичности опросов либо точки отсчета;
Связь с постами - получение накопленных постами данных и установка новых значений периодичности опросов либо точки отсчета;
Формирование сводных отчетов - формирование текстовых отчетов на основании полученных с постов данных.
4.1 Изменение настройки датчиков
Порядок опроса каждого датчика определяется двумя параметрами: периодичностью опросов и точкой отсчета. Периодичность опросов - расстояние в минутах между двумя соседними опросами. Для примера, если периодичность опросов выбрана 5 минут, то соответствующий датчик будет опрашиваться каждые 5 минут. Точка отсчета - точка, относительно которой отсчитываются интервалы опросов. Позволяет выровнять время опросов. Для примера, если Вы хотите получать показания датчика в 9.00, 12.00, 15.00, 18.00 и т.д. каждого дня, Вы можете установить точку отсчета в 9.00, и интервал опроса в 180 минут (3 часа).
Чтобы изменить текущие настройки датчика, дважды щелкните левой кнопкой мыши по названию датчика в списке датчиков (слева). В появившемся окне установите новый интервал опроса и новую точку отсчета, после чего нажмите ОК. В списке датчиков теперь будут видны два значения интервала опроса и точки отсчета: текущее и заказанное Вами, разделенные знаком =>
Заказанные Вами значения интервала опросов и точки отсчета вступят в силу только после следующего сеанса связи с постом, которому принадлежит датчик.
4.2 Связь с постами
В ходе связи с постом программа автоматически выполняет следующие действия (действия зависят от типа поста, с которым устанавливается связь):
- проверка уровня сигнала спутника и ожидание регистрации модема на спутнике, либо проверка работоспособности модем либо установление соединения с Интернет;
- набор номера либо получение/отправка электронной почты;
- аутентификация центра управления на посту;
- синхронизация времени поста с временем на центре управления;
- синхронизация списка датчиков поста;
- установка новых периодов опросов и точек отсчета;
- получение накопленных за период с предыдущего сеанса связи отчетов.
Все эти операции выполняются в автоматическом режиме и не требуют вмешательства пользователя. Чтобы соединиться с постом, пользователю необходимо только дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по названию соответствующего поста в списке датчиков, и ответить ДА на вопрос о необходимости установить соединение.
В ходе сеанса связи в окне снизу слева Вы будете видеть служебные сообщения, позволяющие следить за выполняемыми программой операциями. Если вы устанавливаете связь с датчиков типа 'ПОСТ-G', и в окне статуса долгое время присутствует сообщение 'Ожидание стабильного сигнала спутника' - необходимо переместить антенну спутникового модема в место, откуда открывается прямой обзор на южную сторону.
4.3 Формирование сводных отчетов
Функция формирования сводных отчетов, встроенная в программу, позволяет сформировать простые текстовые отчеты на основании полученных с постов данных. Вы можете получить табличное представление технологического процесса, происходящего на посту или нескольких постах, создав соответствующий отчет.
Для создания отчета нажмите на кнопку ОТЧЕТ на панели инструментов, и в появившемся окне выберите датчики, информацию с которых Вы хотели бы видеть в отчете, и диапазон дат, за который необходимо сформировать отчет. После нажатия на кнопку Сформировать отчет в правой части окна программы Вы увидите отчет следующего вида:
| Отчет с 2002/10/13 по 2002/10/13 |
|---|
| Дата/время | Пост | Датчик | Показания |
| 2002/10/13 18:00 | Пост 1 | ООО 'СЕВЕРСТАЛЬ' | 2 |
| 2002/10/13 18:01 | Пост 1 | ООО 'СЕВЕРСТАЛЬ' | -113 |
| 2002/10/13 18:02 | Пост 1 | ООО 'СЕВЕРСТАЛЬ' | -98 |
| 2002/10/13 18:03 | Пост 1 | ООО 'СЕВЕРСТАЛЬ' | 43 |
| 2002/10/13 18:04 | Пост 1 | ООО 'СЕВЕРСТАЛЬ' | 0 |
| 2002/10/13 18:05 | Пост 1 | ООО 'СЕВЕРСТАЛЬ' | 53 |
| 2002/10/13 18:05 | Пост 1 | ООО 'СИБУР' | 31604 |
| 2002/10/13 18:06 | Пост 1 | ООО 'СЕВЕРСТАЛЬ' | -115 |
Чтобы распечатать сформированный отчет, нажмите в правой части окна на правую кнопку мыши, и в появившемся окне выберите команду Печать.
