Графическое программирование

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 51Следующая ⇒

Языки визуального программирования появились в начале 90-х годов и содержат большое число стандартных функций и библиотек, а также готовых средств визуализации. Они позволяют создавать очень удобные и эффектные программы, однако достигается это за счет резкого увеличения объема программного кода. Поэтому языки визуального программирования, как и текстовые, по-прежнему не позволяют модифицировать алгоритмы силами технологов без участия профессиональных программистов.

Настоящую революцию в программировании систем автоматизации сделали языки графического программирования. Одним из первых в этом классе был графический язык среды Simulink, входящей в состав MATLAB (MathWorks Inc), а также языки LabVIEW (National Instruments) и HP-VEE (Hewlett Packard). Они были предназначены и успешно использовались для сбора данных, моделирования систем автоматизации, автоматического управления, обработки собранных данных и их визуального представления в виде графиков, таблиц, звука, с помощью компьютерной анимации. Графические языки были настолько простыми и естественными, что для их освоения зачастую было достаточно метода проб и ошибок без использования учебников и консультаций. Человек, не знакомый с программированием на алгоритмических языках, пользуясь только логикой и понимая постановку прикладной задачи, мог собрать работающее приложение из готовых компонентов, набрасывая их мышкой на экран монитора и проводя графические связи для указания потоков информации.

Первые языки программирования алгоритмов работы систем автоматизации были нестандартными. Каждая фирма, создававшая контроллер или SCADA-пакет, предлагала свой язык. Это требовало от системных интеграторов дополнительных усилий и затрудняло освоение новых SCADA-пакетов и средств программирования контроллеров.

Поэтому появление в 1993 г. стандарта на языки программирования контроллеров МЭК 61131-3 было большим шагом в направлении создания открытых систем автоматизации и обеспечило снижение стоимости разработки, сокращение сроков, повышение качества реализации алгоритмов автоматизации и возможность детального изучения языков программирования, пригодных для любого контроллера. МЭК 61131-3 устанавливал стандарты для пяти языков программирования, рассчитанных на специалистов разных профессий, не связанных с программированием.

Графический интерфейс

Создание графических интерфейсов пользователя на компьютере явилось большим достижением в направлении развития средств диспетчерского управления. Главным эффектом от применения графического интерфейса является существенное снижение количества ошибок, допускаемых оператором (диспетчером) в стрессовых ситуациях при управлении производственными процессами. Проектирование пользовательского интерфейса основано на следующих принципах:

узнаваемость: назначение элементов экрана должно быть понятно без предварительного обучения, допустимые манипуляции с этими элементами также должны быть понятны интуитивно. Пользовательский интерфейс не должен содержать излишней детализации;

логичность: пользователь, имеющий опыт работы с одной программой, должен быть способен быстро, практически без обучения, адаптироваться к любой аналогичной программе;

отсутствие «сюрпризов»: знакомые из прошлого опыта операции с элементами на экране должны вызывать знакомые реакции системы;

восстанавливаемость: система не должна быть чувствительна к ошибкам оператора. Оператор должен иметь возможность отменить любое свое неправильное действие. Для этого используются многократные подтверждения, отмены, возврат на несколько шагов назад, установка контрольных точек и т.п.;

наличие удобной справки, подсказок, встроенных в пользовательский интерфейс, средств контекстного поиска и замены;

адаптация к опыту пользователя: начинающий пользователь должен иметь более простой интерфейс с большим количеством подсказок. Для опытного пользователя количество подсказок должно быть уменьшено, поскольку они мешают в работе.

Открытость программного обеспечения

Программные средства автоматизации должны удовлетворять требованиям открытости (глава 1). Для этого они должны поддерживать:

· стандартные средства программирования МЭК 61131-3;

· стандарт ОРС для связи с физическими устройствами;

· стандартные сетевые протоколы Ethernet, Modbus, Profibus, CAN и др.;

· стандартный интерфейс ODBC для доступа к базам данных с языком запросов SQL;

· наиболее распространенные операционные системы (Windows ХР/СЕ, Linux);

·веб-технологию;

· обмен данными с Microsoft Office.

Перечисленные средства удовлетворяют общепризнанным или официальным стандартам, имеются в свободной продаже, разрабатываются несколькими независимыми производителями, конкурирующими между собой (последнее не касается MS Windows и MS Office).

Связь с физическими устройствами

Связь ПО с физическими устройствами в системах автоматизации осуществляется с помощью методов DDE, OLE, COM, DCOM и OPC.

Технология обмена данными между приложениями Windows с аббревиатурой DDE (Dynamical Data Exchange - динамический обмен данными) появилась в 1987 г. вместе с Windows 2.0. В промышленной автоматизации DDE использовалась для обмена данными между SCADA в качестве DDE-клиента и физическим устройством, которое поставлялось с DDE-сервером.

После появления OLE (Object Linking and Embedding - связывание и внедрение объектов) фирмы Microsoft, а позже COM (Component Object Model - модель многокомпонентных объектов) и DCOM (Distributed СОМ - СОМ для распределенных систем) технология DDE была полностью вытеснена этими новыми средствами, которые оказались гораздо более эффективными.

Технология СОМ предоставляет средства для взаимодействия между разрозненными программными модулями, написанными на разных языках программирования, которые собираются в единую систему во время исполнения.

Взаимодействие СОМ объекта с другими программами или программными модулями выполняется через программные интерфейсы с использованием метода «клиент-сервер».

Одной из составляющих СОМ является Automation* - средства взаимодействия программ, написанных на С++ с программами на языке VBA (Visual Basic for Application) или Delphi, а также с программами на языках сценариев (VBScript, JScript). Благодаря автоматизации СОМ-объект может быть также размещен и исполняться на веб-странице.

Расширение СОМ в виде DCOM позволяет программам взаимодействовать между собой, даже если они исполняются на разных компьютерах локальной сети. Поэтому DCOM явилась универсальной программной технологией, которая как нельзя лучше позволяет осуществить взаимодействие между SCADA в качестве клиента и сервером, обеспечивающим интерфейс к аппаратным средствам ПА. Именно благодаря этому свойству DCOM была использована в качестве базы для разработки стандарта ОРС «OLE for Process Control» - «OLE для управления процессами», который лежит в основе всех современных SCADA-пакетов, взаимодействующих с аппаратурой через ОРС-сервер.

Базы данных

Системы автоматизации работают с большими объемами данных, которые необходимо хранить, сортировать, группировать, извлекать и представлять в виде, удобном для пользователя. Данные извлекаются с помощью языка запросов SQL (Structured Query Language - структурированный язык запросов), который стал стандартом в системах автоматизации. Наиболее распространенными системами управления базами данных (СУБД) являются Microsoft SQL Server, Wonderware Industrial SQL Server, Microsoft Access и Excel. Основными свойствами СУБД являются: наличие пользовательского интерфейса на базе языка запросов SQL; возможность одновременного обслуживания нескольких пользователей; корректность работы с данными.

Открытые системы используют обращение к СУБД через драйвер ODBC (Open Database Connectivity - подключение к открытой базе данных). ODBC используется, когда необходимо обеспечить независимость прикладной программы от типа СУБД или типа операционной системы (ОС) и требуется подключиться к нескольким различным СУБД (например, одновременно к MS SQL Server, MS Excel, MS Access, Paradox и др.). При использовании нескольких ODBC-драйверов ими управляет менеджер драйверов. ODBC-драйвер транслирует стандартный SQL-запрос в формат запроса для конкретной СУБД. Таким образом, для работы с новой базой данных пользователю достаточно добавить в систему новый ODBC-драйвер, не изменяя прикладную программу.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒