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TRACE MODE中所采用的新技术可以缩短建立控制系统的时间,降低工程造价

--用于大型控制系统的TRACE MODE 技术

供稿:AdAstrA科技集团北京代表处 2002/5/24 15:00:00

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控制系统的开发人员经常会遇到一系列影响开发质量的特殊问题。工程规模越大,其影响范围也就越广。其中,主要问题包括:
· 随着数据库容量的扩大,用于纠正工程师的每个错误的时间将增多。比如,键盘输入错误、变量地址指示错误、列表选择错误等。因此,在大型系统中,数据库容量与其开发时间往往比例失调――即出现了“规模效益”问题;
· 控制系统对实时系统的工作效率要求很高;
· 开发时间紧、任务重要求开发人员能够针对一个工程进行团队作业;
· 要求能够及时灵活的获得所用产品的技术支持,所用软件的开发人员能够跟随工程进展。
由于忽视这些问题,导致开发时间增加,用于工程开发的资源也相应增多,使得开发预算膨胀。除了直接用于工程开发的时间,比如,创建变量列表、逻辑任务编程、开发图形界面、在必要时建立网络连接等等,还需要很多用于工程调整、运行和投入工业运转阶段的附加时间。正是在最后几个阶段常常出现影响项目运行的问题,发现大量错误。不及时解决这些问题不仅延长交付项目的期限、减少公司的利润,而且将会严重影响实施者的信誉。
现有技术
目前,大多数SCADA系统的生产商并不能完全确保根据上面提及的特点进行工程开发。现在的产品主要有以下特点:
· 所应用的技术在控制系统任务中使用时未能实现最优化,降低了系统的可靠性和生产效率;
· 热备冗余性能差;
· 开发过程自动化程度不高――在建立数据库时,需要进行大量的手动操作,导致错误量增大。平均每10次手动操作就会出现一个错误(键盘输入错误、列表选择错误等等)。
因此,开发时的生产效率未能实现最优化导致了必须再拨出额外的资源来消除错误。由于没有嵌入调试器,查找错误引起预算膨胀,即增加成本,减少利润;
· 国内市场上大多数SCADA软件生产商提供的软件包都不是面对团队开发的;
· 在很多情况下,所提供的软件是混合而成的,也就是说,它是由大量不同的供货商的产品构成的。这就不能不影响到产品整体及其各个组件技术支持的质量;
TRACE MODE 技术
TRACE MODE所包含的技术可以大大提高工作效率(是原来的20多倍)。工作效率的提高,自然而然的,不仅缩短开发时间,而且减少用于调试和应用阶段的时间,从而节省工程预算。
工程建立的各个阶段的开发自动化水平均很高。其功能包括:自动设计――工程自动建立TM,自动创建冗余节点,统一编程操作站和控制器,分布式控制系统整体开发解决方案,内含控制系统算法库――所有这些技术只需要少量手动操作――自然缩短了建立数据库和参数编程的时间;
手动操作数量较少可以减少错误量,因此,查找和消除错误的时间也就大大减少,劳动生产率得到提高;
强大的调试工具极大的方便了错误查找,再一次减少用于发现错误和纠正错误的时间。众所周知,按平均计算,发现错误所用的时间是纠正错误所用时间的5倍还多。
仅仅依靠TRACE MODE 的自动化技术,用于每个I/O参数编程的时间就可以缩短成为原来的几分之一。在普通的系统中,可以缩短成为原来的1/6,在分布式系统中,可以缩短成为原来的1/20。
TRACE MODE中使用的是专门用于开发控制系统的技术。使用最优化的控制系统的开发技术是一个重要的、无可争辩的优势。它保证了高度的可靠性和实时工作效率:
· 为进行数据的快速接收、重新计算和传送任务,实时数据库(通道库)控制系统本身实现了最优化。这一点与竞争者开发的产品不同。后者使用SQL Server, MS Access或者其它数据库作为实时数据库控制系统,来实现财务、经营的自动化。实验表明,即使在目前较为落后的电脑Pentium II 233上,TRACE MODE 实时系统在1秒钟之内仍然可以通过320,000条通道;
· 在TRACE MODE中,使用了IEC-1131/3国际标准控制器编程语言,取代了普遍使用的Visual Basic, VBA和类似编程语言。这不仅可以使技术员在一个直观的环境中进行开发工作,还可以加快逻辑命令的执行速度;
· TRACE MODE 中高效的数据传送是由于采用了专门开发的I-NET通讯协议。该协议能够将数据传送速率提高到DDE的16倍,OPC的8倍;
· 由于放弃使用Active X作为主要技术,并且依靠自身的开发软件,TRACE MODE可以在1秒钟内更新屏幕上的4000多个50色指示器。这自然就达到了某些要求严格的行业的标准,如,能源业和原子能工业。
热备冗余. 具备强大的热备冗余功能。传感器、控制器、I/O插件、网线、工作站、数据库的热备冗余:
如果主要节点的配置变化,冗余节点的建立简单,并自动更新冗余节点;
实时冗余系统自动运行――控制冗余节点、在一个节点发生故障时切换信息流、对积累的数据进行自动调整和实现同步;
在主要节点发生故障时,自动将客户站切换到冗余节点。
团队开发。TRACE MODE的分段储存和编译对象技术为进行工程团队开发提供条件――工程的每一个片断是一个独立的对象,可以由开发团队中的任何一个成员自由编辑。这样,开发团队中的不同成员可以同时开发工程的不同部分;
所有对象都可以保存成文件,并在可复制的工程中反复使用时自由链接。
实用工程的任何部分都可以做为TRACE MODE的对象,从单个节点的图形库或通道库片断,到屏幕/节点组。
技术支持。AdAstra提供各种技术支持方案,含概了TRACE MODE的所有模块。而且,不论是仅使用TRACE MODE实时服务器,还是在此基础上使用TRACE MODE的文件编制工具,所有的支持都由一个开发人员进行。目前,AdAstra提供以下技术支持方案:
· 免费开发工具的技术支持;
· 任何已购买的TRACE MODE模块的免费技术支持;
· 公司技术支持。它与免费技术支持不同的是:提供用户实用工程的咨询,而不是开发工具和运行模块的咨询。这项服务还包括向订货人派遣工程师、人员培训和编写特殊程序、对同一版本进行免费更新。
每一个工程师都清楚技术支持的好处。它可以及时解决发生的所有问题,提供最优化的解决方案。在统一控制系统综合设备的不同功能的软件进行连接时,技术支持问题更为突出。比如,在根据实时数据和数据库中的数据准备报表时,三个软件组件参与工作,每个都具有自己明确的功用。 在使用混合型软件时,不得不向不同的公司咨询,而且,他们提供技术支持的时期可能并不相同,对于询问的反应速度也不尽相同。在使用能够完成所有任务的软件包时,用户则不用为这一问题操心。由开发人员提供涉及软件包每个组件的技术支持的好处是显而易见的。
这么做有什么好处呢?这些好处真的是很必要的吗?
“PIC ZEBRA”股份公司的工程很能说明问题。伊拉克的“Nassiriya”发电站工程包括了13个CRUIZ控制器台、20个工作站、20,000个标签、3000多种控制算法和70条调节回路。这项工程在一个季度内编程完毕,不到两个月就开始运行!为了使系统能在伊拉克准确运行,“PIC ZEBRA”的6名工程师仅用了3星期。以前,在用同类技术开发十分相似的Niznevartovsk发电站系统时,需要12个编程员用8个月来完成同样的工作。
实践证明,TRACE MODE技术可以将工作效率提高20多倍!“PIC ZEBRA”的经验更加验证了这一点。
照此看来,您实施的工程数量将会扩大多少倍呢?提高了的工作效率可以带来多少利润呢?
参考文献:
1. 《用于大型控制系统的TRACE MODE 技术》L.V. 安吉米洛夫, S.R. 梅德维杰夫, V.S. 埃金.

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