WinCC, un software SCAD/HMI

Automatizari

de Mircea Badut

WinCC, un software SCAD/HMI

În sfera soluţiilor informatice pentru controlul proceselor tehnologice, software-ul SIMATIC WinCC de la Siemens constituie o referinţă majoră. Destinaţia sa nativă de vizualizare concretă şi expresivă (şi respectiv de urmărire/dispecerizare) a proceselor uzinale (SCADA) este benefic întărită de facilităţile de automatizare a controlului proceselor şi de scalabilitatea la implementare.

 

De la HMI la SCADA

În foarte multe situaţii tehnologice actuale – de la petrochimie la industriile alimentară şi farmaceutică, de la staţiile de tratare a apei la liniile (semi)automatizate de asamblare/montaj, de la instalaţiile HVAC la cercetarea de laborator – omul are nevoie de o vedere cuprinzătoare asupra funcţionării instalaţiei în/pentru care lucrează. De asemenea, acţionarea asupra componentelor de control al fluxurilor/proceselor uzinale este mai uşor înţeleasă şi mai sigur aplicată atunci când foloseşte o vizualizare a elementelor implicate.

Aplicaţiile SIMATIC au avut şansa şi inspiraţia de a se desprinde din uzanţa aspectului criptic al aplicaţiilor SCADA anterioare: ele au profitat de (contemporanei­tatea cu) avansul tehnologiei informatice atât în privinţa abordării de programare (exploatând proiectarea orientată-obiect şi pe componente, în ciuda tradiţiei SCADA de interfaţare între calculatoare şi procesele industriale cu elemente de programare în limbaj de asamblare), cât şi referitor la interfaţa grafică cu utilizatorul (exploatând curajos puterea de procesare video a sistemelor de calcul în evoluţie). Însă nu doar că soluţia WinCC a apărut şi a progresat într-un context propice, dar ea a avut parte şi de o puternică susţinere contextuală, fiind parte a familiei Siemens de soluţii industriale hardware şi software. De altfel, aplicabilitatea familiei SIMATIC WinCC – pentru că este de fapt o suită de aplicaţii/module software – acoperă mult mai multe industrii decât am menţionat la începutul articolului.

Reţinem sintetic faptul că WinCC excelează în privinţa vizualizării proceselor uzinale şi/sau de producţie, atât în implementări SCADA autonome, cât şi sub forma de componentă HMI (interfaţă om-maşină) în sisteme complexe de dispecerizare/control (eventual în simbioză cu SIMATIC PCS).

 

Configurare şi facilităţi

Acea abordare ,,orientată-pe-obiecte” face ca implementarea soluţiei WinCC să fie simplă şi concretă: existenţa bibliotecilor de componente vizuale (profilate pe compartimente uzinale şi pe industrii), precum şi asistenţa de tip ,,wizard”, facilitează crearea proiectelor, pentru care nu impune omului o experienţă informatică deosebită. Conectivitatea componentelor şi sugestivitatea lor practică conferă viteză şi siguranţă proiectării de aplicaţii HMI/SCADA, permiţând, la nevoie, cuprinderea mai multor procese adiţionale/înrudite şi, respectiv, prelucrarea unor cantităţi mai mari de date din instalaţii. De asemenea, modificări ulterioare ale aplicaţiei WinCC se pot realiza coerent (fie prin implementare locală/punctuală, fie prin propagare structurată ierarhic, în cazul proiectelor ample).

O facilitate remarcabilă la nivelul interfeţei grafice: gesturile uzuale de la operarea smartphone/tabletă se insinuează şi în universul tehnic, pentru că, începând cu versiunea V7.2, SIMATIC WinCC îngăduie o interacţiune „multi-touch” cu ecranele de aplicaţie: zoom cu două degete, navigare/răsfoire şi panoramare.

Flexibilitatea de implementare/utilizare este sporită de faptul că aplicaţiei i se poate oricând schimba limba (de interfaţare vizuală cu utilizatorul), chiar în mod independent de limba (sau de codul de caractere) cu care lucrează sistemul de operare, sau chiar de limbajul ales pentru gestionarea componentei „WinCC Server” (în implementările client-server).

În procesele foarte intensive sau în implementările largi (distribuite), proiectul SIMATIC WinCC poate ajunge să gestioneze cantităţi substanţiale de date (informaţii de la senzorii din instalaţiile monitorizate/controlate; alerte de evenimente; mesaje; dispoziţii de lucru; jurnale de intervenţie/mentenanţă; informaţii despre utilizatori; comenzi către actuatorii din instalaţii etc). Astfel că aplicaţia trebuie să facă faţă atât ca viteză de procesare, cât şi din privinţa capacităţii de stocare. O implementare tipică de WinCC poate măsura până la 10’000 de valori de la senzori şi poate gestiona până la 15’000 de mesaje pe secundă. De asemenea, sistemul de bază WinCC poate arhiva până la 512 categorii de arhive, pe când extensia PowerPacks creşte numărul de categorii de arhive la 120’000. În plus, se poate recurge la o arhivare redundant-centralizată pe termen lung, folosind opţiunea SIMATIC Process Historian.

 

Extinderi orizontale

Soluţiile WinCC, datorită arhitecturii deschise, modularităţii de concepţie şi graţie bibliotecii largi de componente, se pot implementa în foarte multe industrii. Datorită acestei flexibilităţi, suita software îşi poate găsi materializare atât în aplicări mono-utilizator, cât şi în implementări multi-utilizator sau chiar în sisteme distribuite folosind mai multe servere şi – firesc pentru vremurile actuale şi viitoare – clienţi de vizualizare bazaţi pe web/internet sau clienţi mobili.

Într-o implementare multi-utilizator se pot gestiona până la 128 de grupuri, fiecare cu maxim 128 de utilizatori şi acordându-i fiecărui utilizator privilegiile necesare sarcinilor de serviciu respective. Avem la dispoziţie 999 de nivele/drepturi de acces la implementarea WinCC. Ultima versiune include funcţii de securizare a accesului utilizatorilor conforme cerinţelor mondiale actuale.

Acolo unde cantitatea şi redundanţa echipamentelor şi/sau instalaţiilor monitorizate prin software sunt mari şi controlul individual se vădeşte a fi neesenţial, implementarea aplicaţiei poate angaja facilităţile de virtualizare, prin care automatizarea devine simplificată înspre faza de administrare/mentenanţă (pe baza unei decuplări a aplicaţiei de hardware-ul controlat). Se permite, astfel, un management mai centralizat, precum şi simplificarea stocărilor/recuperărilor de siguranţă ale mediului sistem.

Mai trebuie spus că soluţiile software WinCC sunt destinate a rula pe staţii de lucru PC cu sisteme de operare Microsoft Windows. Şi, apropo de implementare, pache­tul software aduce dezvoltatorilor/integratorilor interfeţele de programare VBScript şi ANSI C. De asemenea, WinCC foloseşte tehnologia Microsoft SQL Server ca suport pentru bazele de date aferente.

 

Final ,,istoric”

Obişnuiam să încep multe astfel de articole cu puţină istorie a produsului, atras fiind de aspectul „uman” al evoluţiei software-urilor tehnice. Aici răstorn puţin acea habitudine.

Da, putem afla că WinCC are peste 15 ani vechime pe piaţă, ceea ce confirmă multe lucruri (faptul că nu-i atât de bătrân ca să plătească tribut vremurilor pre-object-oriented, dar şi că are, totuşi, o maturitate ce-i conferă încrederea necesară implementărilor profesionale).

 

Aşa că, la final de articol, orientându-mă mai spre viitor, doar punctez facilităţile interesante aduse de ultima versiune:

  • suportul multi-touch (pe ecranul utilizatorului);
  • arhivare pe termen lung a datelor culese din instalaţii mari, cu compresie avansată (,,swinging-door algorithm”) şi cu ciclare săptămânală, lunară, anuală;
  • sistemul „Microsoft SQL Server 2008” (pe care se bazează „Process Historian”) poate colecta jurnale şi arhive de date provenite, simultan, de la mai multe aplicaţii/implementări WinCC din aceeaşi întreprindere;
  • funcţii de analiză şi raportare (asociate arhivelor de date jurnalizate pe termen lung), incluzând şi calcule statistice integrale, ceea ce deschide calea şi pentru scenarii de analiză data-mining, care să permită detectarea zonelor critice din uzină şi, respectiv, demararea de optimizări ale instalaţiilor;
  • jurnalizarea acţiunilor operatorului-dispecer;
  • suport UNICODE pentru regionalizări specifice (inclusiv asiatice, arabe, slavone, sau pentru sub-limbaje regionale). 

Mircea Băduț este inginer, consultant CAD/IT



Accept cookie

Acest site web utilizează module cookie în scopuri funcţionale, de confort şi statistică.

Dacă sunteţi de acord cu această utilizare a modulelor cookie, faceţi clic pe "Da, sunt de acord". Termeni si conditii

Nu sunt de acord Accept doar cookie functional Da, sunt de acord