Статьи

Отбор по условию

Словарь автоматизатора








DSS Decision Support System(s) -
Система(ы) поддержки принятия решений

Весь словарь »»»




Графический инструментарий в SCADA-системе Citect

Рыбак О. С., ЗАО "РТСофт", (URL: www.rtsoft.ru)
Подробная информация об организации
При выборе SCADA-системы важно учитывать, насколько легко и эффективно можно разрабатывать в ней операторский интерфейс. В настоящей статье описывается инструментарий, который предоставляет для этого SCADA-система Citect.


Введение

В автоматизированной системе оперативного диспетчерского управления (АСОДУ) SCADA-системы занимают одно из ключевых мест. Функциональное наполнение и пользовательский/операторский интерфейс (ПИ/ОИ) чаще всего создаются в среде какой-либо SCADA-системы. Кроме того, АСОДУ тесно интегрируются с различными системами автоматизации технологических процессов (АСУТП), которые также редко обходятся без SCADA-системы. При этом АСОДУ может импортировать многие элементы пользовательского интерфейса АСУТП, и зачастую создание АСОДУ попросту начинается с разработки и внедрения "недостающих" АСУТП.

Практика показывает, что при реализации ПИ для крупных проектов, например в нефтехимии, газовой промышленности или энергетике, приходится создавать много однотипных и достаточно сложных элементов и экранных форм. На эту рутинную работу может уходить много усилий квалифицированных разработчиков. Для того чтобы преодолеть возникающие затруднения, прибегают к различным приёмам ускорения разработки ПИ, например к низкоуровневому программированию для создания средства генерации и модификации однотипных объектов (по типу ActiveX-объектов). Это возможный путь, но он не лишён недостатков. По крайней мере, он требует участия, и немалого, достаточно квалифицированных специалистов.

Словарь терминов

CASE Computer Aided Software Engineering (компьютерная вспомогательная программная техника). Программные средства поддержки процессов создания и сопровождения ИС: анализ и формулировка требований, проектирование прикладного ПО и БД, генерация кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление, управление проектом и др.
SCADA – Supervisor Control and Data Acquisition (диспетчерское управление и сбор данных).

Сегодня на мировом рынке автоматизации существует большое количество различных SCADA-систем. При выборе подходящей не последним критерием должно быть то, какие возможности (средства и инструменты) она предоставляет разработчику для удобного и эффективного создания графического интерфейса оператора. Не все SCADA-системы равноценны в этом отношении. И то, что в одной системе осуществляется весьма просто и элегантно, в другой может делаться долго и утомительно, причём с достаточно большой вероятностью трудно вылавливаемых впоследствии ошибок (которые так легко "генерируются" при многократных модификациях однотипных объектов). В этом плане SCADA-система Citect является весьма "продвинутым и комфортным" инструментом разработчика ПИ. Он получает в своё распоряжение:

  • объектно-ориентированный графический редактор (ООГР);
  • большой набор шаблонов;
  • готовые простые и сложные графические объекты;
  • специализированный инструментарий для создания новых сложных графических объектов на основе простых и уже имеющихся сложных объектов;
  • подключение универсальных графических объектов с возможностью анимации, разработанных с помощью универсальных технологий, например ActiveX-объектов.
Использование различных шаблонов, джиннов, мастер-объектов, готовых графических изображений и средств автоматической замены цвета обеспечивают значительную экономию времени и усилий, затрачиваемых на разработку приложения Citect, а также повышают эффективность конечной системы.


Рис.1. Объектно-ориентированный графический редактор SCADA-системы Citect
 

ООГР – инструмент создания графического интерфейса

Сегодня многие пользователи предпочитают сложные и выразительные графические мнемосхемы, которые требуют определённых усилий и времени для их реализации. Любой проект обычно состоит из целого ряда страниц, которые выводятся на экран компьютера. С помощью графических страниц выполняется взаимодействие оператора с системой управления, в том числе восприятие данных и ввод управляющих воздействий. Важно создать графические страницы таким образом, чтобы они охватывали весь технологический процесс и предоставляли оператору всю необходимую для управления информацию.

Одним из важнейших элементов инструментария для создания графического ИО в SCADA-системе Citect является ООГР. Объектно-ориентированный принцип разработки приложений позволяет без использования каких-либо языков программирования создавать достаточно сложный интерфейс оператора при минимальном вложении усилий.

ООГР используется для ускоренной разработки наглядных операторских интерфейсов. Этот редактор включает в себя обширную библиотеку мастер-объектов (Wizards). Эти мастер-обьекты предварительно сконфигурированы и представляют собой вспомогательные средства, которые позволяют удобно и быстро создавать мнемосхемы.

Ещё одним важным элементом инструментария для создания простых и сложных мнемосхем в SCADA-системе Citect является набор для рисования и редактирования. При помощи этого набора разработчику предоставляется возможность осуществлять операции рисования, выравнивания, размещения в пространстве, вращения, инвертирования, дублирования, вырезания, копирования, вставки, стирания и многих других действий над объектами, необходимых при проектировании ИО.

Любой находящийся в ООГР объект (картинка, прямоугольник, схема, текст и т.д.) обладает определённым набором унифицированных свойств, необходимых для проектирования интерфейса оператора:

  • Movement (перемещение) – свойство объекта изменять своё горизонтальное, вертикальное или угловое положение;
  • Size (размер) – свойство объекта изменять свой горизонтальный и вертикальный размер;
  • Color Level Fill (цвет заполнения) и Color Change (изменение цвета) – свойство объекта быть окрашенным и изменять цвет этой окраска;
  • "Touch" (команды по нажатию) – свойство объекта реагировать на нажатие кнопки мыши;
  • "Keyboard Commands" (команды клавиатуры) – свойство объекта реагировать на нажатие клавиш клавиатуры;
  • "Slider" (ползунковый регулятор) – свойство объекта отображать горизонтальный, вертикальный или вращательный ползунок и взаимодействовать с ним;
  • Visibility (видимость) – свойство объекта быть видимым на экране или скрытым;
  • Disable (блокировка) – свойство объекта быть в выключенном (пассивном) состоянии;
  • Access Control (управление доступом) – свойство объекта проверять права доступа пользователей к нему;
  • Animation (анимация) – свойство объекта показывать анимационные эффекты (мерцание, заполнение и пр.).
Свойства объектов задаются в специальном диалоговом окне свойств объекта (рис. 2). Диалоговое окно содержит несколько закладок. Выбор любой из них выводит на экран соответствующий стандартный диалог для конфигурирования выбранного свойства объекта.


Рис. 2. Диалоговое окно свойств объекта
 
Закладка "Appearance" (вид) определяет характеристики внешнего вида объекта: цвет, тень и т.д. Также на этой закладке можно определить такое свойство объекта, как его видимость для оператора (появление на экране или исчезновение в зависимости от выполнения или невыполнения установленного условия).

Закладка "Movement" (перемещение) позволяет задать перемещение объекта, минимальное и максимальное значения этого перемещения, а также расстояния в пикселях, на которые будет перемещаться объект влево или вправо.

Изменять ширину объекта или группы объектов можно в поле "Scaling" (масштаб). При увеличении или уменьшении соответствующего значения ширина объекта соответственно увеличивается или уменьшается. В этом поле можно указывать размеры объекта: его минимальное и максимальное значение или масштаб (минимум и максимум размера в процентах от размера нарисованного на экране объекта).

С помощью закладки "Fill" (заполнение) определяется уровень заполнения объекта и/или цвет этого заполнения в зависимости от значения заданного выражения или переменной.

Закладка "Input" (ввод) необходима для связи созданного объекта с командой, которая будет выполняться в зависимости от действия оператора.

В диалоге, инициируемом в закладке "Slider" (ползунок), задаются объекты, которые можно использовать в качестве регуляторов. При перемещении такого объекта оператором значение соответствующей переменной будет меняться.

В диалоге, инициируемом закладкой "Access" (доступ), определяются зоны и объекты, к которым разрешён доступ каждому из авторизованных пользователей. Доступ к некоторым объектам может быть предоставлен только тем операторам, которым это разрешено.


Наборы шаблонов

Шаблон представляет собой готовую графическую страницу для использования в проектах. В Citect представлен чрезвычайно широкий набор шаблонов практически для всех типов окон ОИ:

  • Normal (стандартный) – шаблон базовой страницы для создания мнемосхем технологических процессов;
  • Page Menu (страничное меню) – шаблон для создания страницы меню, которая позволяет быстро переходить к другим страницам или группам страниц проекта;
  • Book Menu (книжное меню) – шаблоны для создания меню в формате книг;
  • Tab Menu (табличное меню) – шаблоны для создания меню в формате таблиц;
  • Single Trend (простой тренд) – шаблон для создания страницы с одним окном трендов, которое может иметь до 8 перьев;
  • Double Trend (двойной тренд) – шаблон для создания страницы с двумя окнами трендов, каждое из которых может иметь до 8 перьев;
  • Compare Trend (тренд сравнения) – шаблон для создания страницы с двумя трендами, наложенными один на другой с целью их сравнения;
  • Pop Trend (всплывающий тренд) – шаблон для создания маленькой страницы трендов, которая будет выступать в роли выпадающей страницы;
  • Alarm (тревога) – шаблон для создания страницы поступающих алармов;
  • Summary (сводка) – шаблон для создания страницы сводки алармов;
  • Hardware (аппаратура) – шаблон для создания страницы аппаратных алармов.
Некоторые шаблоны страниц (для вывода алармов, трендов и статистических графиков) уже сконфигурированы, и остаётся лишь ввести в них имена требуемых параметров. Независимо от выбранного шаблона, в нём уже представлены все необходимые элементы: рамки, линейки и т.д. При работе со SCADA-системой Citect можно не только применять в проекте уже заготовленные шаблоны, но и видоизменять существующие или разрабатывать свои по желанию разработчика. Для выбора шаблона также используется диалоговое окно (рис. 3).


Рис.3. Диалоговое окно выбора шаблона
 
Готовые шаблоны позволяют разработчику экономить значительное время на создание ПИ. Уже созданные шаблоны можно без труда применять и в других проектах, что также способствует сокращению времени и повышению удобства в работе при создании интерфейсов оператора.

Помимо готовых шаблонов при разработке мнемосхем в ОИ часто возникает необходимость использования графических объектов, представляющих собой различные технологические аппараты (колонны, ёмкости, теплообменники и т.д.), участки трубопровода, клапаны и другие агрегаты, такие как насосы, электродвигатели, контроллеры и т.д. Как правило, это сложные объекты, полученные объединением множества простых объектов. О них пойдёт речь ниже.


Готовые графические объекты

Создание любого, простого или сложного, графического объекта требует большого количества времени и может значительно затянуть разработку приложения. Для ускорения работы над проектом Citect предлагает библиотеки объектов (Library Objects), которые включают более 800 готовых графических компонентов. Библиотеки состоят из большого количества разделов, каждый из которых содержит набор объектов какого-то определённого типа (ёмкостей, теплообменников, клапанов, насосов, пиктограмм и т.д.). С помощью графических библиотек SCADA-система Citect обеспечивает быструю разработку сложной графики и стандартизацию разрабатываемых ОИ. Стандартизация ОИ играет не последнюю роль в любом SCADA-приложении, поскольку применение уже знакомых объектов позволяет исключить ошибки оператора при работе с ним. В дополнение к уже существующим в стандартной поставке библиотекам можно получать новые библиотеки из FTP-архива Citect через Internet или у дистрибьюторов и системных интеграторов компании Citect.

Библиотечная структура хранения графических объектов обладает рядом неоспоримых преимуществ. Вместо того чтобы каждый раз рисовать необходимое изображение (или как минимум разыскивать его), достаточно будет просто выбрать и вставить его из существующей или вновь сформированной разработчиком библиотеки. Это не только существенно экономит время на разработку ОИ, но и позволяет уменьшить потребности как в дисковом пространстве, необходимом для хранения проекта, так и в объёме памяти, необходимом для загрузки среды разработки.

Заметим, что количество готовых графических объектов, каким бы большим оно ни было в поставляемой SCADA-системе, всё же не может удовлетворить всем потребностям разработчиков, особенно в случае специфических отраслевых применений. Поэтому SCADA-система Citect предоставляет разработчику ОИ возможность генерировать собственные графические объекты и объединять их в библиотеки, а также импортировать такие объекты из других графических программ.


Сложные (составные) объекты

Набор простых графических объектов (линий, прямоугольников, эллипсов и т.д.) позволяет создать достаточно сложную мнемосхему технологического процесса. Но каждый такой объект на мнемосхеме должен быть установлен и индивидуально настроен. Это опять же может потребовать немалых затрат времени. Чтобы их сократить, в SCADA-системе Citect предусмотрены специализированные средства для упрощения создания мнемосхем – составные объекты.

В Citect существует два типа составных объектов:

  • Genie (джинн). Джинны размещаются на графической странице при проектировании системы, причём их количество на странице не ограничено;
  • Super Genie (суперджинн). Суперджинны – это динамические страницы, активизируемые в режиме исполнения для осуществления ввода/вывода данных.
Джинны
Можно объединить несколько связанных задачей объектов в единую группу, предварительно придав этим объектам соответствующие свойства, и затем сохранить эту группу как единое целое в библиотеке джиннов (эта библиотека устроена аналогично библиотеке объектов). Джинном можно манипулировать как единым объектом. Его можно копировать, перемещать, масштабировать и т.д. При этом все объекты, входящие в состав джинна, обрабатываются "коллективно".

При использовании джиннов на создание графического интерфейса уйдёт гораздо меньше времени. Необходимо лишь выбрать необходимый джинн из библиотеки и расположить его на графической странице (разумеется, ранее джинн должен быть кем-то создан).


Рис.4. Библиотека конвейеров
 
Суперджинны
При построении ИО важно учитывать следующее обстоятельство. Расположение на любой мнемосхеме большого количества различных объектов усложняет понимание этой мнемосхемы оператором и затрудняет управление проектом. Для устранения этого неудобства SCADA-система Citect предлагает соответствующий механизм – "суперджинны". Суперджинн является отдельной динамической (всплывающей) страницей, на которой можно расположить часть объектов мнемосхемы, видеть которые на экране не всегда обязательно. Создаётся определённая иерархия мнемосхем и объектов. Благодаря такому механизму "разгружается" основная страница и тем самым облегчается работа оператора.

Как и джинны, суперджинн достаточно один раз создать, задав свойства его компонентов, и сохранить для последующего использования в библиотеке суперджиннов. В дальнейшем для использования этого суперджинна на какой-либо графической странице достаточно указать его имя в специальной команде вызова суперджинна на экран.

Объекты типа "джинн" и "суперджинн" позволяют экономить дисковое пространство компьютера, так как в его памяти хранится лишь одна копия сложного объекта. Добавим также, что SCADA-система Citect поставляется с библиотекой собственных джиннов и суперджиннов. Загрузку этой библиотеки можно осуществить автоматически при выборе встроенного инструмента работы с джин-нами. Важно отметить, что при модификации любого джинна или суперджинна все его копии изменяются автоматически на всех страницах, разрабатываемого проекта.


Универсальные графические объекты с возможностями анимации

Помимо перечисленных выше возможностей для разработки графических приложений SCADA-система Citect позволяет подключать к проекту универсальные графические анимационные объекты. Такие объекты могут разрабатываться с помощью универсальных технологий программирования. Наиболее распространённой в этом смысле является технология ActiveX.

В основе ActiveX-объектов лежит технология COM (Component Object Model – модель составных объектов). Технология COM определяет общую схему взаимодействия компонентов программного обеспечения в среде Windows и предоставляет стандартную инфраструктуру, позволяющую объектам в разных прикладных программах обмениваться своими данными и функциями. Любые ActiveX-объекты могут загружаться в систему разработки SCADA-системы Citect и затем использоваться при создании проекта. Это важное свойство, поскольку использование ActiveX-объектов расширяет область применения SCADA-системы. Причём, готовые ActiveX-объекты могут использоваться даже непрофессиональными программистами, так как для работы с этими объектами не требуется программировать на языках высокого уровня, таких как С++ или Basic. Такое программирование не только достаточно трудоёмко, но и требует высокого профессионализма программистов и является довольно дорогостоящим процессом.


Заключение

SCADA-система Citect – это удобный инструментарий для создания как простых, так и сложных приложений. Существующий в системе инструментарий предоставляет следующие возможности разработки ПИ/ОИ:

1. Использование простых и сложных графических объектов, которые заметно упрощают процесс создания мнемосхем. Это могут быть как готовые (поставляемые с системой) графические объекты, так и собственные, созданные пользователем с помощью имеющихся в системе средств генерации графических объектов и библиотек.

2. Применение специальных программных средств построения новых сложных (составных) графических объектов на основе простых и уже имеющихся сложных объектов. Именно эти средства позволяют широкому кругу разработчиков приложений создавать свои специфические библиотеки, расширяющие возможности системы.

3. Использование универсальных графических (в том числе анимационных) объектов, разработанных на основе универсальных технологий.

Всё это делает SCADA-систему Citect весьма привлекательной для разработки отраслевых приложений, поскольку работа с готовыми объектами, включёнными в поставку, или объектами, разработанными с применением предоставленных инструментальных средств, является самым простым и эффективным способом создания развитых многоуровневых ПИ, характерных для таких приложений.

Компания РТСофт – эксклюзивный дистрибьютор продукции Citect в России и Белоруссии



Другие статьи раздела:


 


| Новости | Организации | Описания | Форум | Публикации | Регистрация |
Copyright © 2000 - 2001 ГОСНИИСИ. Авторские права охраняются.
Воспроизведение материалов или их частей в любом виде без письменного разрешения запрещено.
 
 
Rambler\'s Top100