Asix.Evo – nowoczesna platforma programowa klasy SCADA

Asix.Evo jest chyba jednym z nielicznych, o ile nie jedynym oprogramowaniem klasy SCADA, w którym narzędzia projektowe są zawsze w cenie pakietu. Projektowanie aplikacji jest trybem pracy, a nie oddzielnym oprogramowaniem inżynierskim.

All-in-one

Fakt zgromadzenia narzędzi projektowych i wykonawczych w jednej licencji oznacza, że działającą aplikację można przełączyć do trybu projektowego, dokonać w niej zmian, zapisać je i wrócić do trybu egzekucji aplikacji. Podczas prac projektowych nie następuje zatrzymanie akwizycji danych ze źródeł oraz ich archiwizacji i nie zatrzymuje się rozpoznawanie alarmów, wykonywanie terminarzy i harmonogramów oraz – jeśli tak uznał projektant – wykonywanie skryptów. Aplikacja po zmianach nie wymaga kompilacji i publikowania – jest gotowa do działania natychmiast, a ponadto może być automatycznie uaktualniona na pozostałych stanowiskach operatorów oraz serwerach aplikacji. Istnieją też specjalne licencje inżynierskie, które nie mają ograniczeń liczby zmiennych.

Baza zmiennych aplikacji modyfikowana on-line

Jak każdy system SCADA, Asix.Evo bazuje na zmiennych procesowych, wiążących nazwy w aplikacji z adresami pamięci w źródłach danych. Cechą odróżniającą Asix od innych systemów jest oddzielenie informacji o sposobie pozyskiwania wartości bieżących i umieszczenie jej w oddzielnym „bycie” o nazwie „kanał komunikacyjny”. Zmienne z jednego źródła korzystają więc z jednego kanału, co ułatwia budowanie wariantów projektu dla wielu stanowisk, które różnią się właśnie parametrami protokołu komunikacyjnego lub samym protokołem. Takie rozwiązanie pozwala na ujednolicenie baz definicji zmiennych na wszystkich stanowiskach oraz łatwą, globalną zmianę parametrów komunikacji dla wszystkich zmiennych z danego źródła, co jest konieczne np. podczas przenoszenia aplikacji na terminal operatorski, który nie ma bezpośredniej łączności ze źródłami danych.

Rekordy definicji zmiennych mogą zawierać dowolne – poza obowiązkowymi i pomocniczymi, aczkolwiek standardowymi – pola. Można więc np. umieścić informacje o lokalizacji pomiaru, numer rysunku dokumentacji papierowej czy nazwę szafy, listwy krosowej albo numery zacisków. Taką informację można łatwo wyświetlić na żądanie, co ułatwia prowadzenie bieżącej eksploatacji, zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych.

Wzorce i właściwości globalne

Stosowanie wzorców obiektów jest ułatwieniem dla projektantów aplikacji z jednej strony i dla służb inwestora zajmujących się jej konserwacją z drugiej. Wbudowane w Asix mechanizmy automatycznego uaktualniania wzorców pozwalają na szybką zmianę sposobu wyświetlania informacji w oparciu o dany wzorzec, bez konieczności odnajdywania miejsc, w których wzorzec został użyty. Podobnie jest w przypadku tzw. właściwości globalnych, które pozwalają na ujednolicenie wartości wybranych właściwości we wszystkich miejscach, gdzie są one użyte. Zmiana definicji właściwości globalnej w sposób automatyczny jest powielana we wszystkich miejscach jej użycia.

Opracowane w ramach jednego projektu wzorce i zestawy właściwości globalnych można przenosić do kolejnych projektów (na zasadzie zwykłego kopiowania plików), co pozwala projektantowi budować własne standardy i przyspiesza jego pracę.

Otwartość systemu

Otwartość systemu Asix.Evo można określić w dwóch płaszczyznach. Pierwszą z nich jest możliwość udostępniania danych do dowolnego oprogramowania z użyciem standardów OPC, OLE, .Net. Dzięki temu aplikację Asix.Evo można łatwo połączyć z innym oprogramowaniem, wymieniając dane w obu kierunkach. W każdą licencję ruchową wbudowany jest serwer AsixConnect, udostępniający podane wcześniej łącza. Druga to możliwość rozszerzenia funkcjonalności pakietu przez stworzenie własnych obiektów wizualizacyjnych i własnych bibliotek do skryptów C# lub VB .Net dzięki udostępnieniu pełnej dokumentacji programowej. Oznacza to m.in. otwarte pole do kreowania własnego wizerunku aplikacji przez stosowanie „prywatnych” obiektów integratora.

Struktury o podwyższonej niezawodności – redundancja

W oparciu o platformę Asix.Evo budowanie aplikacji z redundancją kanałów komunikacyjnych (jeśli tylko protokół na to pozwala) jest wyjątkowo łatwe. Co istotne, nie ma konieczności wiązania na etapie projektowym stacji roboczych w pary redundantne (możliwe jest wzajemne redundowanie się wielu serwerów) – wiązanie to odbywa się on-line w przypadku utraty łączności przez jeden z serwerów aplikacji ze źródłem danych. Następuje wtedy poszukiwanie i – po uzyskaniu pozytywnej odpowiedzi z innego serwera aplikacji – przełączenie na zapasowe łącze, realizowane przez sieć Ethernet. Oznacza to, że w przypadku aplikacji wieloserwerowej wystarczy, by co najmniej jeden serwer posiadał sprawne łącze do źródeł danych, a wszystkie stacje robocze zachowują pełną funkcjonalność i pozwalają na pełną kontrolę nad procesem technologicznym.

AsBase – recepturowanie i archiwizacja zdarzeniowa w standardzie

Moduł AsBase, w oparciu o współpracę z serwerem MS SQL, pozwala na zbudowanie systemu recepturowania oraz tzw. archiwizacji zdarzeniowej, w której zapis rekordu archiwalnego spowodowany jest wykryciem określonego zdarzenia. Biorąc pod uwagę te cechy, możliwe jest zautomatyzowanie procesu zadawania parametrów produkcyjnych według z góry założonych scenariuszy i receptur (receptury mogą być zadawane automatycznie, co pozwala na tworzenie zrestrukturyzowanych algorytmów produkcyjnych) i jego automatyczne śledzenie w celu dokumentacji procesu wytwarzania z dokładnością do pojedynczej serii produkcyjnej lub nawet identyfikowalnego wyrobu. Te możliwości są szczególnie istotne w takich branżach, jak przemysł farmaceutyczny, spożywczy, samochodowy lub lotniczy i pozwala spełnić formalne wymogi, obowiązujące w takich zastosowaniach.

Asix.Evo a technologia GIS

Konieczność integracji aplikacji klasy SCADA z systemami GIS zaowocowała rozbudową funkcjonalnych możliwości systemu o przedstawianie danych pomiarowych w oparciu o mapy i umiejscawianie obiektów wizualizacyjnych we współrzędnych geograficznych. Dzięki zachowaniu wszystkich cech systemu SCADA Asix.Evo otwiera nową kartę w historii systemów tej klasy.

Systemy GIS są powszechnie stosowane do inwentaryzacji i gospodarowania instalacjami dystrybucji mediów, lecz dotąd brakowało im bieżącej informacji o wartościach pomiarowych w administrowanej sieci. Asix.Evo przełamuje tę granicę, łącząc systemy GIS i ciągły dostęp do pomiarów on-line. Projektowanie i konserwację aplikacji ułatwia możliwość importu danych z plików ShapeFile (*.shp) lub z bazy MS SQL.

Łatwy i powszechny dostęp

Zaopatrzywszy wcześniej system w dodatkową licencję Asix4Internet oraz Asix Mobile, można ją opublikować na serwerze WWW i mieć dostęp do niej w różnych wariantach. Pierwszy z nich to układ 1:1 w przeglądarce MS IE, z zachowaniem wszystkich funkcji poza możliwością edycji aplikacji. Nie jest wymagane instalowane dodatkowego oprogramowania na kliencie WWW (licencja na określoną liczbę jednoczesnych użytkowników). Kolejna opcja to uproszczony graficznie, lecz nie funkcjonalnie interfejs na urządzeniach mobilnych działających pod kontrolą systemów Android i iOS (licencja per device) z użyciem aplikacji z Google Play lub AppStore. Dostęp jest też możliwy w aplikacji MS Excel w postaci tabel, tworzonych z użyciem kreatora lub ręcznie, odświeżanych w czasie bieżącym lub na żądanie (sposób alternatywny do dostępu przez przeglądarkę).

Bez ograniczeń językowych

Asix.Evo pozwala na tworzenie aplikacji w dowolnej liczbie języków i z użyciem dowolnego alfabetu dzięki obsłudze Unicode. Obecnie działają już aplikacje wykonane przez niezależnych integratorów, pracujące w językach angielskim, rosyjskim, hebrajskim i chińskim. W tych aplikacjach jest zdefiniowana co najmniej druga wersja językowa. Języki mogą być przełączane on-line. Poza tekstami aplikacji możliwe jest przetłumaczenie na dowolny język tekstów środowiska projektanta. W standardzie dostępna jest wersja polska i angielska.

Dla gotowych rozwiązań

Wychodząc naprzeciw potrzebom i oczekiwaniom rynku, firma Askom opracowała w ostatnich latach szereg specjalizowanych pakietów programowych realizujących konkretne zadania, często spotykane we współczesnych zakładach przemysłowych.

AsixEnergy – system monitoringu mediów

Wprowadzenie regulacji prawnych, zmuszających zakłady do cyklicznego przeprowadzania audytów energetycznych, spowodowało szybką reakcję firmy ASKOM, która w odpowiedzi stworzyła specjalne narzędzie do tworzenia aplikacji monitorowania mediów energetycznych. Aplikacja ta ułatwia i przyspiesza tworzenie projektów tego typu. Przygotowane, specjalizowane obiekty graficzne są parametryzowane w oparciu o zawartość dodatkowych pól w rekordach definicji zmiennych. Dzięki temu tworzenie aplikacji polega w dużej mierze – po uprzednim przygotowaniu definicji zmiennych – na „wyklikaniu” żądanych opcji i funkcji systemu – kreator aplikacji przejmuje zadanie przygotowania specjalizowanych diagramów (schematów na ekranie), liczników i pozostałych narzędzi aplikacji monitorowania mediów.

Dzięki systemowi tego typu Inwestor może w sposób ciągły monitorować swoje urządzenia i identyfikować „słabe” elementy infrastruktury obiektowej, tzn. mniej efektywne od innych, zużywające więcej energii lub wręcz ją marnotrawiące (np. nieszczelność kolektorów pary czy sprężonego powietrza). Daje to podstawę do podejmowania optymalnych decyzji odnośnie alokacji produkcji, modernizacji i wymiany urządzeń, co ostatecznie przekłada się na zwiększenie zysku i konkurencyjności na rynku.

Asix Energy dostarcza specjalizowanych narzędzi do analizowania efektów zmian dokonanych przez przedsiębiorcę od poprzedniego audytu i daje duże możliwości tworzenia ad hoc dowolnie skonfigurowanych raportów i zestawień.

Asix OEE – system monitoringu efektywności produkcji

Innym polem zastosowań systemów SCADA, które zdobywa coraz większą popularność, są systemy wyliczania współczynników efektywności wykorzystania maszyn i linii produkcyjnych w przeliczeniu na jednostkę produkcji oraz innych parametrów związanych z eksploatacją. Tutaj Asix.Evo również oferuje gotowe rozwiązanie w postaci modułu Asix OEE. Jest to zestaw specjalizowanych narzędzi, wykorzystujących dodatkowe pola w bazie definicji zmiennych do półautomatycznego tworzenia elementów aplikacji o określonym przeznaczeniu. Mówimy tu o mechanizmach wyliczania zagregowanych wielkości, określających w czasie bieżącym podstawowe oraz indywidualnie KPI. Ciężar przygotowania aplikacji Asix OEE przesuwa się w kierunku odpowiedniego przygotowania bazy definicji zmiennych.

Bezpośrednie wskazanie wydajności dla poszczególnych linii i maszyn jest często wyświetlane jako informacja dla pracowników. Ma to cel dopingujący w firmach stosujących kompetytywny system motywacji pracowników. To jednak zazwyczaj tylko dodatkowe zastosowanie naszego oprogramowania.

Asix4Wago – wizualizacja BMS „od ręki”

W ostatnich latach obserwujemy gwałtowny wzrost tworzenia tzw. inteligentnych budynków, za którymi idą systemy BMS (Building Management Systems). Tworzone są one zwykle w oparciu o sterowniki programowalne PLC oraz systemy wizualizacji klasy SCADA.

Udaną próbą stworzenia wspólnej platformy programowej PLC + SCADA z funkcjonalnością DCS jest pakiet Asix4WAGO (WAGO Visu Building), który stworzyła firma ASKOM i lider rynku automatyki budynkowej – WAGO Elwag. Kluczową ideą Asix4WAGO jest powiązanie oprogramowania sterowników programowalnych WAGO z systemem wizualizacji Asix.Evo w spójną całość, realizującą kompleksowo zadania sterowania i wizualizacji inteligentnych budynków.

Asix4WAGO zawiera z jednej strony opracowaną przez WAGO Elwag i przeznaczoną dla sterowników WAGO bibliotekę gotowych bloków programowych do obsługi urządzeń najczęściej wykorzystywanych w automatyce budynkowej, a z drugiej strony Kreator aplikacji BMS dla WAGO w systemie Asix.Evo.

W systemie Asix.Evo przygotowane zostały wzorce obiektów wizualizacyjnych skojarzone z blokami programowymi sterownika WAGO dla automatyki budynkowej: blok programowy w sterowniku zbiera dane i realizuje algorytmy sterowania, a powiązany z nim obiekt graficzny systemu Asix.Evo prezentuje operatorowi w czytelny sposób wszystkie informacje i umożliwia sterowanie nadrzędne. Parametryzacja obiektów Asix.Evo została w tym tandemie maksymalnie uproszczona – sprowadza się do wyboru obiektu i wskazania jednym kliknięciem z rozwijanego drzewa całej grupy zmiennych prostych niezbędnych do sparametryzowania obiektu.

Asix CDAS – centralna akwizycja danych

Specjalną klasę aplikacji, opartych na platformie Asix.Evo stanowią systemy centralnej akwizycji danych (Central Data Acquisition System – CDAS). Mają one za zadanie tworzyć kompleksowe systemy zbierania i przetwarzania danych z wielu, często obcych (czyli innych niż Asix) źródeł i udostępniać dane na ujednoliconej platformie.

Można wyróżnić dwa zastosowania, realizowane w oparciu o oprogramowanie Asix.Evo.

Pierwszy przypadek to system operujący w granicach jednego zakładu, zbierający dane z wielu aplikacji cząstkowych, uruchomionych w odrębnych węzłach technologicznych. Aplikacja synoptyczna uruchomiona jest wtedy na specjalnym serwerze i dostępna na terminalach w sieci zakładowej. Przykładami takich aplikacji są przekrojowe aplikacje dla całych zakładów, takich jak elektrownia czy zakład produkcyjny. ASKOM zrealizował systemy tego typu w elektrowniach Turów, Bełchatów, Rybnik czy w Janikowskich Zakładach Sodowych. Największa tego typu aplikacja, w elektrowni Rybnik, obejmuje łącznie 320 000 zmiennych, udostępnianych w sieci zakładowej z taktem sekundowym.

Drugi przypadek to aplikacja obejmująca kilka oddzielnych zakładów, udostępniająca dane dla aplikacji nadrzędnej, działającej w organizacji nadzorującej wspomniane zakłady. Tu mamy do czynienia z sytuacją, gdy droga od pozyskania danych do aplikacji końcowej przekracza granicę przedsiębiorstwa i przez sieć rozległą dociera do systemu nadrzędnego. W każdym z zakładów istnieją lokalne aplikacje SCADA dowolnego dostawcy oraz jedna aplikacja koncentrująca dane z tych aplikacji cząstkowych. Ten koncentrator, równolegle z innymi, wysyła dane do aplikacji nadrzędnej, dając ogólne spojrzenie na całość. Jako przykładu można użyć aplikacji dla spółki Węglokoks Energia, która zawiaduje sześcioma ciepłowniami. Dane z tych ciepłowni spotykają się w synoptycznej aplikacji w centrali.

Zaletą stosowania aplikacji CDAS jest ujednolicony dostęp do danych z dowolnego źródła i możliwość wyliczania różnych relacji między tymi danymi. Nie ma wtedy znaczenia natura pierwotnego źródła danych – platforma Asix.Evo sprowadza wszystkie dane do jednego mianownika.

Gotowość na przyszłe wyzwania – Industry 4.0, IIoT

Firma ASKOM, jako twórca oprogramowania Asix.Evo, trzyma rękę na pulsie i wdraża pojawiające się w branży automatyki przemysłowej nowości. Kierunek, w którym wszyscy wielcy tej branży obecnie podążają, nie ominął też platformy Asix, która została wyposażona w narzędzia potrzebne do zastosowań w Przemyśle 4.0.

W systemie Asix.Evo wprowadzono serwer REST, używany do budowania systemów w architekturze rozproszonej z użyciem sieci rozległej oraz w drajwer protokołu MQTT, powszechnie stosowany do przesyłania danych do aplikacji pracujących w chmurach Microsoft i Amazon. Asix obsługuje binarny i tekstowy JSON format kodowania danych. 

ASKOM Sp. z o.o.
ul. J. Sowińskiego 13, 44-100 Gliwice
tel. 32 30 18 100, fax 32 30 18 101
e-mail: biuro@askom.pl 
www.askom.pl

źródło: Automatyka 5/2019