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施耐德電氣的SCADA:Vijeo Citect 組態軟件(一)



    華镕 
男,(施耐德電氣(中國)投資有限公司,北京  100016)  ,現任施耐德電氣(中國)投資有限公司工業自動化部產品推廣經理。

    Vijeo Citect概述

    Vijeo Citect是一個全集成的  HMI/SCADA 解決方案, 通過提供這種高伸縮性、高可靠性的控制和監視系統,可以使客戶增加投資回報。 易用的組態工具和強勁的功能特性,能夠快速地開發和部署不同類型 的應用解決方案。

    獨特性如同真正的DCS風格的冗余,伸縮性和靈活性是差別于競爭對手的最大不同。Vijeo Citect的系統銷售, 與其他系統銷售不同,Vijeo Citect提供的是完整系統,并且馬上能夠使用。 所有的功能、協議和驅動都包括在內, 因為其銷售是作為完整打包來進行的。它是集成緊密、用于執行的系統。



圖1

    不像其他基于PC的工業控制系統, Vijeo Citect 設計從開始就是可以滿足企業全部和復雜需求的單一、集成的系統,具有很好的維護性,確保系統的高性能和高有效性。

    悉雅特具有30多年的歷史,一直為工業自動化用戶提供解決方案,結果是:Vijeo Citect 已經得到市場的廣泛認可,成功應用于不同領域。從監視悉尼港大橋橋頂的一些點,到控制工業現場大量、復雜的應用,Vijeo Citect都是全球制造企業的首選產品。悉雅特的客戶機為具有的自信心而自豪,因為無論應用系統是大是小,Vijeo Citect 都可以出色地完成給予的任務。

    依托微軟的技術、遠見和市場的領導地位,悉雅特一直致力于降低獲取、實施和管理工業控制系統大項目的成本。使得工廠的管理者能夠無縫地連接現場級信息至商務計劃系統,并且通過因特網,連接至遠程用戶、設備和供應商。



圖2

    工業領域里的廣泛應用

    悉雅特是工業自動化和信息管理解決方案的全球領導者。承諾其解決方案能夠滿足并且超過用戶的期望。多年來多方面的經驗,使得悉雅特具有獨一無二的洞察力,能夠理解和找到客戶的需求。

    悉雅特參與了眾多工業領域的建設,包括:航空宇宙,防御車輛,樓宇設施,水泥玻璃,化工電子,食品飲料,機械冶金,礦山采礦,石油天然氣,藥品制造,能源電力,紙漿造紙,交通運輸,凈水污水處理等。

1 系統架構:可擴展性、靈活性、可靠性

    超大的系統

    Vijeo Citect 可以根據各公司需求,靈活改變其版本的尺寸,小型、中型和大型。覆蓋的范圍可以從幾個點,到幾十萬個點的監視與控制。通過選擇集中式或分布式的方案達到這一目的。集中式的好處是:所有的數據存儲和處理都在一臺PC機上完成,比較經濟;然而,對于大型的應用,采用分布式結構使得信息處理可以在多臺計算機上進行。
璀璨的鉆石

    1992年,Argyle Diamond Mine公司使用了第一套基于視窗系統的Vijeo Citect。自從調試運行后,每天24小時,一年365天,一直工作到現在,從未因為Vijeo Citect的故障而當機。

    33 臺PLC, 33,000 數字量 I/O 點,16,000 模擬量 I/O 點,11,500 報警點,4,000 歷史趨勢,基于以太網局域網的50 臺PC,公共 (全局) 數據庫可在任意一臺 PC配置,DCS類型的冗余結構。

    “...從未因Vijeo Citect 系統而造成任何的生產停機 ” 高級過程控制工程師,  Argyle Diamond Mines, 2000。

    隨著時間的推移,用戶對SCADA系統的要求也在不斷改變。因此用戶怎樣選擇最好的架構呢?Vijeo Citect最終給您提供了最佳的系統架構:可擴展性、靈活性和可靠性。

    可擴展的架構

    可擴展性是改變系統規模的能力(擴大或縮小)而不需要修改現有系統中的硬件和軟件。Vijeo Citect具有創造性的可擴展架構允許系統的結構根據用戶的需要來擴大,而保留你最初的投資。

    Vijeo Citect大多數的任務都滿足客戶-服務器體系結構的設計,在添加了新計算機后允許重新分配任務。例如:用戶需要添加一個顯示終端,只需要建立一個局域網,添加一臺計算機,并將它的角色設定為顯示客戶。新的計算機可以共享相同的組態并經過第一臺Vijeo Citect接受I/O的信息。

    可擴展性的第二個好處就是用戶能夠分配數據處理的負荷。例如:如果用戶認為第一臺Vijeo Citect負擔過重,就可以通過指定第二臺計算機為報警服務器來分擔對報警的處理。

    靈活的架構
   
    從一開始就按照真正的客戶機-服務器結構進行設計,Vijeo Citect 是一個實時的SCADA系統,保證了高速響應能力,并且集成了數據的顯示、報表、趨勢、報警、I/O等各個功能。

    簡言之,有些用戶希望簡化的人機界面(HMI),而另一些用戶則希望一個完整的SCADA系統。使用Vijeo Citect都可以做到。從小系統開始,然后越來越大而不改變系統組態。添加新的工作站,僅僅是安裝新的計算機,并指定它應該完成的任務。如圖3圖4所示。



圖3



圖4

    為了充分利用客戶機-服務器結構的優勢,應該把它用于任務層面。每個任務的工作就像一個明確的客戶機/或者服務器模塊,執行自己的角色,并且通過接口與其他任務客戶機-服務器建立關系。Vijeo Citect有5個基本任務要處理:與I/O設備的通信;報警條件的監視;報告類型文件的輸出;建立趨勢圖和用戶屏幕顯示。

    每個任務彼此獨立,各自完成自己的處理。由于這一獨特的結構,用戶可以在系統中控制那臺計算機執行那個任務。例如,可以任命一臺計算機執行顯示和報告任務,而第2臺計算機執行顯示、I/O和趨勢任務。

    為了優化Vijeo Citect系統的性能,其被提供了很多CPU計算機的支持。在機器啟動時,Vijeo Citect 能夠在多CPU中創建分開的服務器和客戶機元件,增強了性能,提高了穩定性。

    Vijeo Citect 運行時管理器提供了對每個元件處理的可視化和控制,允許每個處理獨自重啟。此外,不管什么原因造成任何元件停機,都會自動重啟。



圖5

    當用戶使用聯網系統,Vijeo Citect鼓勵你使用一個集中的數據庫。有一個全局的數據庫具有明顯的益處,因為在一處的更改-那么它就可以在各處更新。當然,如果你想在每臺計算機上使用分開的配置,你也能做到這一點。你甚至可以混用這兩者。

    Vijeo Citect在安裝包括網絡和大量數據以及多用戶單Vijeo Citect安裝時,有非常好的聲譽。使用Vijeo Citect,系統能夠按照用戶的喜歡簡單快速的啟動,按照需要不斷增加規模。



圖6

    配置簡單

    所有的網絡配置使用向導自動完成。一臺新Vijeo Citect計算機能夠在幾分鐘內啟動并運行,不必重新啟動。

    內容全面,高度集成

    Vijeo Citect的開發者理解“鎖鏈的強度在于最弱的連接處”。所以,Vijeo Citect的冗余特性是最全面的,在所有可能出現失效的地方提供保護。

    Vijeo Citect的冗余特性緊密地集成到報警系統。當一個失效發生時,Vijeo Citect將通知操作員,設備的什么部分發生故障,冗余設備已經啟動。

    可靠的結構

    在工廠自動化和其他關鍵性應用中,硬件失效會導致生產的損失,并且可能產生潛在的危險。Vijeo Citect的冗余將為你的系統提供失效容錯能力,沒有功能上和性能上的損失。

    Vijeo Citect支持完全的熱備配置,提供完全的I/O設備冗余。任命一個設備作為主,而另外一個為備份,Vijeo Citect將在出現故障時自動從一臺設備切換到另一臺設備。使用Vijeo Citect的寫設定值的能力,可以改變主和備份I/O設備,甚至I/O設備并沒有設計為冗余配置。

    一個通信電纜的斷開和隨機的電氣干擾,通常是產生通信問題的原因。針對這種情況,對于每個I/O設備,Vijeo Citect支持使用兩條分開的通信電纜(分別運行)。使用數據通道冗余,可以最小化由于通信丟失對系統運行的影響。

    當與一個I/O設備通信時,很多系統需要冗余的I/O服務器配置。為了防止數據的沖突,并且最大化通信帶寬,僅是主I/O服務器與I/O設備進行通信。

    很多SCADA系統使用局域網連接這些單元,但有時一塊網卡出了問題就會損壞整個通信。Vijeo Citect內置的支持多網絡功能提供了完全的局域網冗余。



圖7

    用戶所有要做的是安裝兩個網絡(愿意的話可以安裝多個)。如果主網絡失效, Vijeo Citect 將自動試著連接另一個可用的局域網- 不需要配置。

    文件服務器的不可靠時常被忘記。Vijeo Citect 支持冗余文件區域,所以即使用戶的文件服務器失效, SCADA 系統也將不受影響。

    Vijeo Citect 的冗余特性是集成的,并且容易配置。實際上,局域網冗余不需要設置,而任務的冗余通過向導花幾分鐘即可完成。當然,Vijeo Citect所有的冗余特性都可以一起使用,為用戶提供最大限度的保護。

    因為 Vijeo Citect 是基于任務的結構,所以你得到了一個無人可比的 SCADA冗余。在 Vijeo Citect 中的每個任務(I/O,趨勢,報警,報告,顯示)能夠被系統當中的其他計算機所共享。這樣就可以同時把一個服務器任務分配給兩臺計算機。一個作為主、另外一個作為備份。

    如果一個主服務器失效,備份服務器會自動擔任主服務器的角色,不會丟失數據。當主機不在時,客戶機會自動訪問備份服務器。當主服務器返回在線時,它會被自動重新同步,確保歷史文件沒有缺失。因為所有的任務不一樣,Vijeo Citect 允許用戶對每個任務分開進行冗余。

    如果需要升級或者更改配置,可以對備份服務器加載一個新的項目。一旦加載完成,把主服務器切換到備份服務器,并且運行新項目。如果工作的情況不是所期望的,還可以切換回主服務器,不會打擾生產。

    客戶機

    所有 Vijeo Citect 的顯示和Web客戶機當主服務器失效或者超載時都會自動切換到備份服務器。



圖8

    如圖8所示, 每個 Vijeo Citect 服務器也可以是一個顯示客戶端。文件服務器不需要一個 Vijeo Citect 許可證,除非用戶在那臺PC上運行一個 Vijeo Citect 服務器或者顯示客戶機。

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