«КАСКАД Цифра» представляет собой модульную систему. Необходимые функции выполняются отдельными модулями, созданными для разных задач. В «КАСКАД Цифра» эти модули называются менеджерами. Менеджеры являются отдельными программами.

Рисунок: система «КАСКАД Цифра» состоит из модулей – менеджеров, предназначенных для выполнения различных задач

Ниже приводится краткое описание наиболее важных менеджеров, изображенных на рисунке. На рисунке приведено простое параметрирование, которое на практике может быть намного более сложным. Существует достаточно большое количество других менеджеров, которые в данном разделе подробно не рассматриваются.

Интерфейс к процессу

Модули интерфейса взаимодействия с процессом, которые в системе «КАСКАД Цифра» именуются «драйверами» (D), образуют нижний уровень системы «КАСКАД Цифра». Драйверы – специальные программы, управляющие связью между устройствами управления и полевыми устройствами. Поскольку существует множество различных типов связи с ПЛК и удаленными устройствами управления, существует несколько различных драйверов.

Выбор драйвера «КАСКАД Цифра» в каждом конкретном случае определяется ПЛК и/или шиной, с которыми необходимо организовать связь. Драйвер представляет собой программный модуль, с помощью которого данные, передаваемые по какому-либо протоколу, преобразуются во внутренний формат данных «КАСКАД Цифра». С помощью драйвера считываются текущие состояния, измеренные значения или значения счетчиков с полевых устройств, а также передаются на нижестоящие устройства управления команды и уставки (под устройствами управления в настоящем курсе понимается любое оборудование базовой автоматизации, такое как ПЛК, ПЦУ, устройства телеуправления и т. д.)

Образ процесса, история

Центральный модуль обработки данных в «КАСКАД Цифра» называется менеджером событий (МС). Менеджер содержит и поддерживает в актуальном состоянии образ процесса (т.е. набор переменных и их значения). Когда какой-либо другой функциональный модуль (менеджер) запрашивает какие-либо данные, эти данные передаются ему из образа процесса в менеджере событий (без прямого взаимодействия с устройствами управления). При поступлении команды с рабочей станции оператора значение соответствующего параметра сначала изменяется в образе процесса в менеджере событий. Далее перенаправление команды на целевое устройство (например, ПЛК) выполняется соответствующим менеджером автоматически.

Менеджер событий исполняет роль центрального диспетчера данных и центрального узла взаимодействия в системе «КАСКАД Цифра». Менеджер событий также обеспечивает обработку алармов и может самостоятельно выполнять различные вычисления.

Менеджер событий работает в связке с менеджером базы данных. Менеджер БД обеспечивает взаимодействие с базой данных. C его помощью обеспечивается доступ к хранящимся в БД настройкам приложения, а также обеспечивается управление историей значений и историей алармов, которые также хранятся в БД. Пользовательские запросы на получение исторических данных также обрабатываются менеджером данных, а не самой базой данных.

Концепция архивирования данных процесса подразумевает сохранение и последующее чтение информации, поступающей или формируемой в ходе управления и визуализации. При этом могут архивироваться изменения значений, а также сообщения, формируемые при этих изменениях. Данные процесса сохраняются в архивах значений (VA, Value Archives). Каждый архив управляется с помощью отдельного процесса. Каждый архив состоит из серии расположенных в хронологическом порядке архивных файлов.

Обработка, сценарии

«КАСКАД Цифра» предоставляет множество возможностей для реализации собственных алгоритмов и процедур обработки данных. Наибольшую важность в этом отношении имеет встроенный язык CONTROL (CTRL) и API (интерфейс прикладного программирования).

Control – мощный язык сценариев. Созданный на нем код обрабатывается интерпретатором, в связи с чем компиляция (процесс предварительного перевода исходного кода в машинный код для последующего исполнения процессором) не требуется. Язык отличается простым синтаксисом (схож с ANSI-C) и представляет собой язык программирования высокого уровня с поддержкой многопоточности (параллельного выполнения отдельных программ под управлением системы). Язык обладает обширной библиотекой функций для задач управления и технологий визуализации. Сценарии на языке Control могут выполняться в рамках менеджера сценариев (в качестве отдельного процесса), в рамках менеджера интерфейса пользователя (для анимации и в процессе разработки), а также в рамках менеджера событий.

API «КАСКАД Цифра» обеспечивает самые широкие возможности для расширения функциональности системы. API выполнен в виде библиотеки классов C++ и позволяет разработчику ПО включать в систему собственную функциональность (например, системы прогнозирования, симуляции, планирования, взаимодействия с проприетарными БД…) в виде дополнительных менеджеров.

Визуализация, управление

Менеджер пользовательского интерфейса (UI) обеспечивает возможность взаимодействия пользователя с системой. При этом существует еще графический редактор (GEDI), редактор базы данных (PARA) и общий пользовательский интерфейс приложения (модуль VISION). С помощью пользовательского интерфейса выводятся значения, отображаются и квитируются алармы, а также формируются команды. Тренды и отчеты обычно также являются частью пользовательского интерфейса. С технической точки зрения, выводимая пользователю информация в «КАСКАД Цифра» полностью отделена от обработки данных, выполняемой в фоновом режиме. и представляет собой «взгляд пользователя» на актуальный образ процесса или исторические данные.