Часть 3. Настройка комплекса

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС RAPID SCADA
Техническое описание
Часть 3. Настройка комплекса
Содержание
Общая последовательность настройки ....................................................................... 2
Создание базы конфигурации ................................................................................... 2
Использование формул ............................................................................................. 6
Настройка аутентификации пользователей ................................................................ 7
Настройка обмена данными с устройствами ............................................................... 8
Создание представлений ........................................................................................ 11
Rapid SCADA 4.5
Общая последовательность настройки
Начиная работу с Rapid SCADA, рекомендуется придерживаться общей
последовательности настройки, приведённой ниже. Получив определённый опыт
работы с комплексом, лучше поняв механизмы взаимодействия приложений, можно
варьировать последовательность настройки для удобства.
1. С помощью программы SCADA-Администратор создать объекты, линии связи и КП в
базе конфигурации системы.
2. Передать базу конфигурации SCADA-Серверу, нажав кнопку
на панели
инструментов SCADA-Администратора. Перезапустить SCADA-Сервер.
3. В программе SCADA-Коммуникатор импортировать линии связи и КП из базы
4.
5.
6.
7.
конфигурации по кнопке
контекстного меню элементов линий связи.
Настроить обмен данными с устройствами в SCADA-Коммуникаторе.
Продолжить заполнение базы конфигурации в программе SCADA-Администратор.
После завершения ввода данных повторить п.2.
Создать представления (таблицы и мнемосхемы) с помощью программ SCADAРедактор таблиц или SCADA-Редактор схем.
Прописать созданные представления с помощью утилиты Конфигурация SCADA-Web,
чтобы они отображались веб-приложением SCADA-Web.
Создание базы конфигурации
База конфигурации представляет собой структурированное описание всей
автоматизированной системы. Программы, входящие в состав Rapid SCADA используют
информацию из базы конфигурации в сочетании со своими параметрами настройки.
База конфигурации редактируется с помощью программы SCADA-Администратор.
Редактируемый экземпляр базы конфигурации имеет формат SDF (Microsoft SQL Server
Compact Edition). После того, как внесение необходимых изменений завершено, база
конвертируется администратором системы в специально разработанный формат DAT
для использования остальными приложениями комплекса. Такой подход позволяет
модифицировать базу конфигурации, не останавливая работу комплекса.
База конфигурации состоит из таблиц, которые, в свою очередь, состоят из
столбцов и строк. Каждая таблица относится к одной из следующих групп:
1. Система. Данная группа содержит таблицы, с помощью которых
настраивается конфигурация конкретной автоматизированной системы.
2. Справочники. Данная группа содержит вспомогательные таблицы. В
большинстве случаев их изменение не требуется и может привести к
некорректной работе комплекса.
Далее приводится перечень таблиц базы конфигурации с их назначением.
Таблица
Система
Объекты
Линии связи
КП
Входные каналы
Каналы управления
Назначение
Содержит логические объекты, к которым привязываются
входные данные и команды управления
Описывает физические линии связи, по которым производится
обмен данными с устройствами
Содержит контролируемые пункты (КП) – физические или
мнимые устройства, с которыми происходит обмен данными
Определяет входные данные системы, поступающие с устройств,
а также значения, вычисляемые на их основе
Определяет команды, выполняемые системой
2
Таблица
Роли
Пользователи
Интерфейс
Права
Справочники
Типы каналов
Типы команд
Типы событий
Типы КП
Величины
Размерности
Значения команд
Форматы чисел
Формулы
Назначение
Содержит роли – набор функциональных возможностей,
доступных пользователям
Содержит перечень пользователей системы с указанием ролей
Содержит наименования объектов интерфейса, на которые
требуется разграничение прав доступа
Определяет права ролей на объекты интерфейса
Справочник типов входных каналов
Справочник типов команд, которые могут использоваться
каналами управления
Справочник типов событий системы, которые соответствуют
статусам значений входных каналов
Справочник типов КП (устройств)
Справочник измеряемых физических величин
Справочник размерностей значений входных каналов, а также
перечислимые значения каналов
Справочник значений команд, которые вызываются посредством
каналов управления
Справочник форматов, используемых при выводе значений
входных каналов
Справочник формул, используемых при расчётах данных
входных каналов и значений команд каналов управления
Заполнение базы конфигурации в программе SCADA-Администратор выполняется
в следующей последовательности:
1. Создать резервную копию существующей базы, нажав кнопку
.
2. Если демонстрационные данные не нужны, очистить таблицы, входящие в
группу Система. Таблицы связаны между собой, поэтому очистку удобнее
всего начинать с таблицы Права и продолжать далее до таблицы Объекты. В
таблице Роли следует обязательно сохранить строки с идентификаторами от
0 до 4.
3. Заполнить таблицы из группы Система. Ввод данных обычно выполняется по
порядку, начиная с таблицы Объекты, заканчивая таблицей Права. Для
быстрого
автоматического
заполнения
таблиц
Входные каналы
и
Каналы управления
рекомендуется
использовать
сервисные
функции
Создание каналов и Клонирование каналов.
4. Передать базу конфигурации SCADA-Серверу, нажав кнопку
команда выполняет конвертирование базы в формат DAT.
. Данная
Создание базы конфигурации можно значительно ускорить, если использовать
сделанные ранее наработки. Для обмена информацией между различными базами
программа SCADA-Администратор имеет функции Экспорт и Импорт, которые
вызываются из меню База данных. Таблицы экспортируются в файлы формата DAT,
после чего информация может быть импортирована из этих файлов в ту же самую или
другую
базу
конфигурации.
Существует
возможность
ограничить
перечень
выгружаемых и закачиваемых данных, задав начальный и конечный идентификаторы
(рис. 1). Кроме того, если при импорте указать новый начальный идентификатор, то
импорт данных выполнится со смещением номеров идентификаторов.
3
Рис. 1. Импорт данных в базу конфигурации
Сервис создания каналов (рис. 2), доступный в меню Сервис, позволяет быстро
заполнить таблицы Входные каналы и Каналы управления, используя введённые
объекты и КП. Правила создания каналов содержатся в библиотеках КП (драйверах)
программы SCADA-Коммуникатор, расположенных по умолчанию в директории
C:\SCADA\ScadaComm\KP\. Если какой-либо файл DLL, указанный в таблице Типы КП,
не существует, то создание каналов для КП соответствующего типа невозможно. При
создании каналов используются настройки КП, введённые в SCADA-Коммуникаторе.
Чтобы создать входные каналы и каналы управления, необходимо отметить КП,
для которых создаются каналы, выбрать или оставить неопределённым объект для
каждого КП, нажать кнопку Рассчитать номера каналов, проконтролировать
рассчитанные номера и затем нажать кнопку Создать.
Рис. 2. Создание каналов
4
Сервис клонирования каналов (рис. 3) также предназначен для ускорения
заполнения таблиц Входные каналы и Каналы управления. В процессе клонирования
каналов значения объектов и КП могут быть заменены другими.
Рис. 3. Клонирование каналов
Редактирование входных каналов доступно как в табличном виде, так и на
форме свойств входного канала, вызов которой производится из контекстного меню по
правому щелчку мыши на таблице входных каналов (рис. 4).
Рис. 4. Редактирование свойств входного канала
5
Функция упаковки позволяет уменьшить размер SDF-файла базы конфигурации,
когда её редактирование завершено. Данная функция доступна через главное меню
База данных  Упаковать.
Использование формул
Формулы применяются для расчёта значений и статусов входных каналов, а
также для расчёта значений команд управления. Обработка формул выполняется
программой SCADA-Сервер.
Формулы вводятся в базу конфигурации в таблицы Входные каналы и Каналы
управления. Чтобы расчёт по формуле для какого-либо канала выполнялся,
необходимо установить для него галочку в столбце Исп. формулу. Таблица Формулы
базы конфигурации содержит дополнительные функции и структуры данных, которые
могут быть использованы в формулах для входных каналов и каналов управления.
Общие правила использования формул:
1. Формулы записываются согласно синтаксису математических выражений
языка C#. Доступны различные классы .NET, например, Math, DateTime.
2. База конфигурации позволяет добавлять новые константы, поля, свойства и
методы, которые становятся доступны в формулах.
3. Если хотя бы одна из формул содержит ошибку, работа SCADA-Сервера
невозможна. Информация об ошибках в формулах выводится в журнал
приложения.
Правила для входных каналов:
1. Формула, заданная для входного канала в базе конфигурации
содержащая символа «;», определяет расчёт значения канала.
и
не
2. По умолчанию статус канала после вычисления по формуле для каналов типа
телесигнал и телеизмерение равен статусу переданных серверу данных, а
для дорасчётных каналов равен текущему статусу канала.
3. Если формула содержит символ «;», то она разбивается на две части: первая
часть определяет расчёт значения канала, вторая часть – расчёт статуса
канала.
4. Расчёт по формулам для каналов типа телесигнал и телеизмерение
выполняется только при получении сервером новых данных по этим каналам.
5. Расчёт по формулам для дорасчётных каналов и каналов типа количество
переключений выполняется постоянно. Последовательность расчёта – от
меньших номеров каналов к большим. Дорасчётные типы каналов
используются, если значение и статус канала вычисляются на основе данных
других каналов.
6. Расчёт по формулам для минутных и часовых каналов выполняется один раз
в минуту и один раз в час соответственно. Данные типы каналов позволяют
создавать накапливаемые величины, например, потребление энергии, время
наработки.
Правила для каналов управления:
1. Формула, заданная для канала управления в базе конфигурации,
применяется для каналов управления со стандартным и бинарным типом
команды.
2. Формула определяет расчёт значения стандартной команды и расчёт данных
бинарной команды.
6
Переменные, доступные в формулах:
Обозначение
CnlVal, Cnl
Тип значения
double
CnlStat
int
CmdVal, Cmd
CmdData
CnlNum
E
PI
double
byte[]
int
double
double
Описание
Передаваемое серверу значение входного канала до
расчёта
Передаваемый серверу статус входного канала до
расчёта
Передаваемое серверу значение команды управления
Передаваемые серверу данные команды управления
Номер канала, формула которого вычисляется
Число e
Число π
Функции, доступные в формулах:
Обозначение
Val()
Тип значения
double
Val(n)
Stat()
Stat(n)
Abs(x)
Sin(x)
Cos(x)
Tan(x)
Exp(x)
Ln(x), Log(x)
Sqr(x)
Sqrt(x)
double
int
int
double
double
double
double
double
double
double
double
Описание
Текущее значение входного канала вычисляемой
формулы
Текущее значение входного канала n
Текущий статус входного канала вычисляемой формулы
Текущий статус входного канала n
Модуль
Синус
Косинус
Тангенс
Экспонента
Натуральный логарифм
Квадрат
Квадратный корень
Настройка аутентификации пользователей
Комплекс
пользователей:
Rapid
SCADA
поддерживает
три
способа
аутентификации
1. На основе имени и пароля, которые хранятся в базе конфигурации.
2. На основе Active Directory.
3. Комбинированный способ.
При выполнении аутентификации клиентская программа, например, SCADAКоммуникатор или SCADA-Web, отправляет запрос программе SCADA-Сервер, которая
выполняет проверку корректности имени и пароля, определяет роль пользователя и
сообщает её клиентской программе.
Стандартные роли пользователя и их возможности перечислены в следующей
таблице.
Идент.
0
1
2
3
4
Наименование
Отключен
Администратор
Диспетчер
Гость
Приложение
Описание
Доступ к системе заблокирован
Полный доступ ко всем функциям и объектам системы
Просмотр информации по всем объектам и телеуправление
Просмотр информации по всем объектам
Взаимодействие с программой SCADA-Сервер
7
Чтобы использовать возможности Rapid SCADA по разграничению прав на
объекты интерфейса, необходимо в таблице Роли базы конфигурации создать
пользовательские роли, а затем заполнить таблицы Интерфейс и Права.
Если программный комплекс функционирует в локальной сети, построенной на
основе Active Directory, то в целях безопасности рекомендуется использовать 2-й или
3-й способ аутентификации, которые далее рассматриваются подробнее.
Чтобы SCADA-Сервер имел возможность взаимодействия с Active Directory,
необходимо в его настройках на странице Общие параметры указать адрес контроллера
домена и установить соответствующую галочку.
2-й способ аутентификации используется, если разграничение прав доступа не
предусматривает индивидуальную настройку прав на объекты интерфейса системы.
Преимущество данного способа заключается в том, что для управления доступом
достаточно инструментария работы с Active Directory, не требуется изменений базы
конфигурации и перезапуска SCADA-Сервера.
В Active Directory необходимо создать глобальные
предназначенные для определения ролей пользователей:

ScadaDisabled
– пользователь отключен;

ScadaAdmin
– администратор;

ScadaDispatcher – диспетчер;

ScadaGuest
– гость;

ScadaApp
– приложение.
группы
безопасности,
Членство пользователя (или группы, в которую он входит) в соответствующей
группе безопасности определяет его роль в системе SCADA.
3-й способ объединяет возможности 1-го и 2-го способов. Проверка
корректности имени и пароля производится с использованием Active Directory, а роль
пользователя определяется по таблице Пользователи базы конфигурации. В этом
случае таблице Пользователи указывается идентификатор, имя и роль пользователя, а
его пароль не вводится.
Допускается одновременное использование всех вышеперечисленных способов
аутентификации.
Настройка обмена данными с устройствами
Взаимодействие с физическими или мнимыми устройствами выполняется
программой SCADA-Коммуникатор, которая, выступая в качестве ведущего (Master) или
ведомого (Slave), производит опрос данных и передачу команд устройствам. Все
устройства привязываются к своим линиям связи, которые не зависят друг от друга и
опрашиваются параллельно.
На рис. 5 показан пример настройки линии связи. Канал связи определяет, с
помощью какого физического интерфейса или сетевого протокола производится обмен
данными
с
устройствами.
Поддерживаются
следующие
каналы
связи:
Последовательный порт, TCP-клиент, TCP-сервер, UDP. В некоторых случаях, если
взаимодействие с устройствами реализовано в библиотеке КП, канал связи следует
оставить незаданным (например, в реализации OPC).
Если требуется отправлять команды управления устройствам, нужно поставить
галочку Команды ТУ разрешены. По умолчанию она отключена в целях безопасности.
Порядок и параметры опроса КП на линии связи задаются на странице Опрос КП
(рис. 6).
8
Рис. 5. Параметры линии связи
Рис. 6. Опрос КП
9
При снятии флажка Активна соответствующая линия связи будет полностью
отключена со всеми относящимися к ней КП. При снятии флажка Активен для КП опрос
и отправка команду соответствующему КП на линии связи будут отключены.
С помощью флажков Привязка можно включить или отключить для
определённых КП или для всей линии связи отправку данных программе SCADAСервер. Снятие флажка Использовать SCADA-Сервер на странице Общие параметры
полностью отключает взаимодействие SCADA-Коммуникатора и SCADA-Сервера. Эти
возможности удобно использовать при тестировании новых подключаемых к системе
устройств.
Если в свойствах КП поля Время и Период нулевые, то опрос КП производится
непрерывно циклически. Если для КП указано время, а период равен нулю, то опрос
выполняется один раз в сутки в указанное время. Если период не нулевой, то КП
опрашивается периодически, начиная с заданного времени. Поля Таймаут и Пауза
определяют длительность ожидания ответа от устройства и задержку после приёма
данных. Поле Командная строка позволяет задать дополнительные параметры работы
КП, которые определяются библиотекой КП и указаны в её описании.
Кнопка
позволяет восстановить параметры опроса КП по умолчанию, которые
заложены в DLL, выбранной из списка. Если данная DLL поддерживает отображение
свойств конкретного КП, то они открываются кнопкой
или из контекстного меню
элемента дерева, соответствующего КП. Для некоторых типов КП задаются общие
глобальные свойства, в этом случае они редактируются по кнопке Свойства на
странице Библиотеки КП.
Значительно ускорить настройку обмена данными с устройствами позволяет
функция импорта (рис. 7). Чтобы ей воспользоваться галочка Использовать SCADAСервер на странице Общие параметры должна быть установлена, а SCADA-Сервер
должен быть запущен.
Импорт вызывается кнопкой
, которая расположена в контекстном меню
элементов линий связи, а также на странице Опрос КП. Функция импорта позволяет в
настройках программы SCADA-Коммуникатор создать перечень линий связи и КП на
основе информации из базы конфигурации. Кнопка
позволяет обновить настройки
существующих линий связи и КП по базе конфигурации, однако при этом будут
утеряны настройки, сделанные пользователем вручную.
Рис. 7. Импорт КП
10
Создание представлений
Представление – это форма отображения информации в приложении SCADAWeb. Поддерживается несколько типов представлений, перечисленных в следующей
таблице.
Тип представления
Таблица
Схема
Лица
Пользовательская
веб-страница
Описание
Отображение данных в табличной форме по часам.
Отображение текущих данных на мнемосхемах. Для работы
браузер клиента должен поддерживать Silverlight.
Отображение лиц сотрудников, проходящих через точки
контроля в системе контроля доступа. Необходим Silverlight.
Отображение данных в произвольной форме. Веб-страницы
разрабатываются индивидуально.
Для создания и изменения табличных представлений предназначен SCADAРедактор таблиц (рис. 8).
Рис. 8. Программа SCADA-Редактор таблиц
В левой части окна программы отображается информация
конфигурации. В правой части – редактируемое табличное представление.
из
базы
11
Каналы управления могут быть привязаны к отображаемым элементам двумя
способами:
1. Запись номера канала управления явно в программе SCADA-Редактор таблиц.
2. Запись номера канала управления для входного канала в базе конфигурации
и затем привязка отображаемого элемента к входному каналу в SCADAРедакторе таблиц.
Скрытые элементы не отображаются на экране, но учитываются при фильтрации
событий по представлению в SCADA-Web.
Программа SCADA-Редактор схем предназначена для создания и изменения
мнемосхем (рис. 9).
Рис. 9. Программа SCADA-Редактор схем
Схемы состоят из текстовых и графических элементов, которые могут быть
статическими или динамическими. Отображение динамических элементов формируется
в зависимости от текущих данных входных каналов, к которым они привязаны.
Все
представления
должны
сохраняться
в
директорию
интерфейса,
определённую в настройках программы SCADA-Сервер. По умолчанию – это
C:\SCADA\Interface\
После того, как представления созданы, их необходимо прописать с помощью
утилиты Конфигурация SCADA-Web (рис. 10).
12
Рис. 10. Добавление представлений
13