Операторские станции

Система операторского управления распределенной системы управления (РСУ) SIMATIC PCS 7 позволяет оперативному персоналу осуществлять безопасное и удобное управление технологическим процессом. Оператор может просматривать ход выполнения технологических операций посредством различных экранных форм и при необходимости производить управляющие воздействия.

Архитектура системы операторского управления обладает высокой гибкостью и может быть легко адаптирована к реальной структуре предприятия и требованиям заказчика.

Основой построения различных операторских систем является применение скоординированных операторских станций, на базе которых могут создаваться как однопользовательские системы, так и многопользовательские системы с архитектурой клиент/сервер.

Системное программное обеспечение операторских станций может быть расширено за счет суммирующихся лицензий SIMATIC PCS 7 OS Runtime на 100, 1000 и 5000 процессных объектов (PO) до следующих пределов:

5 000 PO на одиночную OS-станцию;
12 000 PO на OS-сервер (клиент-серверная архитектура).

Дизайн

Все операторские станции базируются на современных промышленных рабочих станциях SIMATIC PCS 7, оптимизированных для использования в качестве одиночной ОС-станции, ОС-клиента или ОС-сервера. В SIMATIC PCS 7 промышленные рабочие станции оптимизированы для использования в жестких промышленных условиях и характеризуются мощной технологией промышленного ПК в сочетании с операционной системой Microsoft Windows 7 Ultimate 64-бит или Server 2008 R2 Standard 64-бит. Стандартные компоненты и интерфейсы из мира ПК предлагают широкий спектр системно-, клиенто- или секторно- ориентированных опций и расширений.

Операционная система и следующее программное обеспечение ES/OS системы управления процессом SIMATIC PCS 7 устанавливаются на заводе:

Одиночная станция: PCS 7 Engineering Software AS/OS, включая OS Runtime software;
Сервер: PCS 7 OS Software Server;
Клиент: PCS 7 OS Software Client.

Вам понадобятся только соответствующие программные лицензии для того, чтобы использовать предварительно установленное программное обеспечение SIMATIC PCS 7.

В зависимости от конкретных требований заказчика и от того, какая станция используется (одиночная ОС-станция, ОС-сервер или ОС-клиент), вы можете расширить промышленную рабочую станцию SIMATIC PCS 7, например, следующими аппаратными и программными компонентами:

Аппаратными и программными компонентами для работы с резервированием,
Сигнальным модулем для звуковой и визуальной сигнализации сообщений,
Считывателем смарт-карт для защиты доступа,
Многомониторными видеокартами для подключения до 4 мониторов для наблюдения за процессом,
Мониторами офисного и промышленного исполнения.

Заказные данные и дополнительную информацию по линейке продуктов и технологии промышленных рабочих станций SIMATIC PCS 7 вы можете найти в разделе "Промышленные рабочие станции/IPC".

Однопользовательская система (одиночная ОС-станция)

В однопользовательской системе все функции управления и контроля для всего проекта (установки или ее агрегата) сосредоточены в одной станции.

Эта одиночная ОС-станция может работать на системной шине вместе с другими однопользовательскими системами или параллельно с многопользовательской системой. Также возможна резервированная работа двух одиночных ОС-станций, (SIMATIC PCS 7 single station redundancy).

В зависимости от версии (IE или BCE), одиночную ОС-станцию можно подключить к системной шине Industrial Ethernet с помощью одного из следующих сетевых компонентов:

IE: коммуникационный процессор CP 1623 (предварительно установлен в промышленную рабочую станцию SIMATIC PCS 7), CP 1628 или CP 1613 A2 для обмена данными максимум с 64 контроллерами;
BCE: стандартный сетевой Ethernet адаптер (10/100/1000 Мбит) и Basic Communication Ethernet для обмена данными максимум с 8 нерезервированными контроллерами.

В систему встроено два Ethernet-порта RJ45 на 10/100/1000 Mbps для использования по необходимости.

Стандартно программный пакет разработки OS engineering находится на отдельной инженерной системе.

Многопользовательская система с клиент/серверной архитектурой

Многопользовательская система состоит из операторских терминалов (ОС-клиентов), которые получают данные (проектные данные, значения процесса, архивные данные, аварийные сигналы и сообщения) от одного или нескольких ОС-серверов через терминальную шину. Терминальная шина может быть совмещенной с системной шиной или может быть спроектирована как отдельная шина (Industrial Ethernet с протоколом TCP/IP).

Для повышения надежности в системе с такой архитектурой могут быть установлены резервированные ОС-серверы. При этом осуществляется непрерывный взаимный контроль за приложениями, исполняющимися на ОС-серверах, на предмет возникновения ошибок программного обеспечения. При возникновении ошибки автоматически выполняется переключение клиентов на резервный сервер. При восстановлении вышедшего из строя сервера автоматически и с высокой скоростью происходит синхронизация данных ОС-серверов.

ОС-клиенты могут иметь одновременный доступ к данным нескольких ОС-серверов/резервированных пар серверов (режим мультиклиентов). Это позволяет разделить установку на технологические агрегаты и распределить соответствующие данные по нескольким ОС-серверам/резервированным парам серверов. Помимо масштабируемости, преимуществом распределенных систем является возможность отделить участки установки друг от друга, что приводит к повышению надежности.

SIMATIC PCS 7 поддерживает многопользовательские архитектуры с использованием до 18 ОС-серверов или 18 резервированных пар ОС-серверов. В режиме работы в качестве мультиклиентов, ОС-клиенты могут параллельно обращаться к данным одного или нескольких из 18 ОС-серверов/пар серверов (до 40 клиентских ОС с одновременным доступом ко всем серверам).

ОС-серверы обладают рядом клиентских функций, которые позволяют им обращаться к данным (архивам, сообщениям, тегам, переменным) других ОС-серверов в системе с многопользовательской архитектурой. Это означает, что графические экраны процесса на одном сервере могут быть связаны с переменными другого сервера (экраны, независимые от деления установки на секции).

Подобно однопользовательским станциям ОС-серверы могут быть подключены к системной шине Industrial Ethernet одним из следующих способов:

IE: коммуникационный процессор CP 1623 (предварительно установлен в промышленную рабочую станцию SIMATIC PCS 7), CP 1628 или CP 1613 A2 для обмена данными максимум с 64 контроллерами;
BCE: стандартный сетевой Ethernet адаптер (10/100/1000 Мбит/с) и Basic Communication Ethernet для обмена данными максимум с 8 нерезервированными контроллерами.

Два встроенных Ethernet-порта RJ45 на 10/100/1000 Мбит/с могут быть использованы для подключения ОС-сервера к терминальной шине.

Архивирование данных

Высокопроизводительная встроенная система архивирования на одиночных ОС-станциях и ОС-серверах основана на использовании технологии Microsoft SQL Server, поддерживает настройку в режиме исполнения и сохраняет значения параметров процесса (типичный период от 1 до 4 недель) и сообщения в циклических архивах (типичный период 2 месяца). Дополнительно может быть использована внешняя система архивирования для долговременного хранения данных. Для этих целей используется Process Historian, описанный в главе "OS долговременное архивирование".

Данные архивов могут быть сохранены на любом типе носителей, поддерживаемых операционной системой. Это потребует дополнительных аппаратных компонентов и программного обеспечения, например DVD записывающий привод с соответствующим программным обеспечением для записи.

Особенности

Модульная, гибкая архитектура с возможностью масштабирования программных и аппаратных компонентов для однопользовательских и многопользовательских систем
Высокопроизводительные станции оператора, предназначенные для использования в промышленных условиях, основанные на разнообразных, надежных промышленных рабочих станциях SIMATIC PCS 7
Клиент-серверная архитектура для многопользовательских систем с возможностью использования до 18 OS серверов/серверных пар, каждый для 12 000 процессных объектов (PO) и до 40 OS-клиентов
Высокопроизводительная система краткосрочного архивирования с встроенной функцией резервного копирования, основанная на Microsoft SQL Server, может дополнительно быть расширена для долгосрочного архивирования при помощи Process Historian
Самодиагностика (проверка исправности) OS-сервера для ответственных применений
Внесение изменений без останова режима исполнения, и функций online тестирования за счет использования селективной загрузки резервированных серверов
Улучшение AS/OS коммуникаций:
- передача данных происходит только при изменении данных, независимо от цикла опроса AS;
- подавление ложных аварий
Использование многоэкранной технологии позволяет реализовать эффективный интерфейс управления процессом и достичь высокой степени надежности управления
Расширенная индикация состояния за счет добавления к текстам аварийных сообщений статусных/аналоговых значений
Обеспечение оперативного персонала эффективной системой управления аварийными сообщениями:
- Возможность назначения приоритетов для различных классов сообщений (до 16 приоритетов)
- Возможность подавления несущественных для данного состояния системы сообщений (подавление отображения и звукового сопровождения, возможно автоматическое или ручное подавление)
- Подавление аварийных сообщений от неисправных датчиков/исполнительных механизмов во время наладочных работ или при неисправности оборудования
Централизованное управление пользователями с контролем доступа и электронной подписью
Контроль флага жизни для подчиненных систем, подключенных к полевой шине
Синхронизация времени во всей системе, основанная на UTC (Universal Time Coordinated)

Технические данные

Определения
ОС-тэги	ОС-тэг или параметр - определенный участок памяти, через который осуществляется связь операторской станции с процессом; в тэг можно записывать значения, а также считывать значения из него (например, задания, актуальные значения и т.д.)
Процессный объект (PO)	Процессный объект (PO) - это программный блок с функциями операторского управления и контроля. Процессный объект обычно имеет несколько ОС-тэгов (которые могут быть изменены или считаны оператором). Количество ОС-тэгов отличается в зависимости от типа блока. Например, двигатели или задвижки требуют меньше тэгов, чем замкнутые контуры управления или дозаторы.
Лицензирование	Лицензирование и проверка лицензии программного обеспечения ОС для SIMATIC PCS 7 основано на использовании понятия процессных объектов. Каждый блок, удовлетворяющий следующим критериям, считается процессным объектом: Блок не является драйверным блоком. Блок имеет функции операторского управления и контроля. Блок формирует сообщения. Проверка лицензии также принимает во внимание сумму всех используемых ОС-тэгов.

Количественные ограничения ОС
Макс. количество одиночных ОС-станций	8
Макс. количество ОС-серверов/пар серверов	18
Макс. количество систем автоматизации на ОС-сервер/пару серверов	64
Макс. количество ОС-клиентов в многопользовательском режиме ¹⁾ (на многопользовательскую систему)	40
Макс. количество мониторов на станцию оператора в многоканальном режиме	4
Макс. количество мониторов на систему	60
Макс. количество ОС-областей	64
Макс. количество окон на монитор	1 to 16 (настраивается)
Количество трендов на одном окне трендов	10
Время открытия экрана выбранной области ОС (100 символов процесса)	< 2 с
Макс. число процессных объектов:
на одиночную ОС-станцию	5 000 PO
на ОС-сервер	12 000 PO
Максимальное количество конфигурируемых сообщений на сервер/одиночную станцию	200 000
Число тегов процесса
на одиночную станцию	около 3 000
на ОС-сервер	около 7 000
на многопользовательскую систему	около 126 000
Встроенная высокопроизводительная система архивирования (циклический буфер) на основе Microsoft SQL-сервера для:
архивирования значений процесса (на ОС-сервер / одиночную ОС-станцию)	около 1 500/с
архивирования сообщений (на ОС-сервер /одиночную ОС-станцию	при постоянной нагрузке около 10/с при пиковой нагрузке около 3 000 / 4 с

¹⁾ Если каждый ОС-клиент имеет доступ ко всем ОС-серверам/парам серверов