Интеграция PI System и Labview

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы интеграции информационной системы производства PI System и графического языка программирования Labview. Рассмотрены механизмы взаимодействия систем. Приведены примеры программного кода.

Полный текст

PI (Plant Information) System – информационная система производства – разработанная компанией OSIsoft (США). PI System образует единую информационную платформу предприятия. Она позволяет охватить все технологические процессы, осуществляя сбор данных с любых PLC, DCS, SCADA, LIMS и их гарантированную доставку в единое хранилище (более 300 интерфейсов сбора данных). При этом осуществляется сжатие данных и их хранение в едином формате. Необходимо так же отметить что PI System имеет более 15 000 внедрений по всему миру и установлено на заводах крупнейших Российских компаний (ТНК-ВР, Лукойл, Газпром, Роснефть, Фосагро, Башнефть, Норильский Никель и других). Рисунок 1. Объектная модель PI-SDK “LabVIEW – это быстро развивающаяся среда графического программирования, которую используют технические специалисты, инженеры, преподаватели и ученые по всему миру для быстрого создания комплексных приложений в задачах измерения, тестирования, управления, автоматизации научного эксперимента и образования. В основе LabVIEW лежит концепция графического программирования – последовательное соединение функциональных блоков на блок-диаграмме” [4]. LabVIEW имеет огромное количество различных библиотек для моделирования, обработки сигналов и построения систем управления. Данная среда позволяет с легкостью разрабатывать программное обеспечение с продвинутым графическим интерфейсом даже инженерам, которые не сильны в программирование на стандартных текстовых языках программирования. Потому объединяя возможности PI System и LabVIEW можно разработать программное обеспечение для обработки и моделирования данных реальных промышленных процессов с наименьшими затратами на интеграцию и последующее внедрение. Переложив на PI System проблемы сбора и хранения данных, а также обеспечения безопасности при доступе к ним, на LabVIEW можно создать сложную математическую обработку и моделирование процессов. Таблица 1 Основные функции LabVIEW для работы с .Net PI Software Development Kit PI-SDK (PI Software Development Kit) – пакет средств разработки программного обеспечения PI. Представляет собой инструмент создания программ доступа к PI-серверам. PI-SDK основан на Microsoft‘s Component Object Model (Компонентная объектная модель – COM). PI-SDK обеспечивает объектно-ориентированный подход к программному взаимодействию с PI-системами. Предоставляет пользователю иерархическую модель объектов и их коллекций, которые соответствуют компонентам PI-серверов. Библиотеки доступны для разработки приложений для 64 битных и для 32 битных систем. А также позволяет вызывать библиотеки из языков класса Microsoft.Net. PI-SDK предоставляет доступ к следующем основным конфигурационным таблицам: PIPoints (БД Тегов), StateSets (Таблица дискретных состояний), PIUsers (Таблица пользователей), PIGroups (Таблица групп пользователей), PIModuleDB (Модульная БД) и другим. Технология .Net также поддерживается средой LabVIEW. В таблице 1 перечислены основные функции для работы с .Net библиотеками. Таким образом, используя технологию .Net в LabVIEW можно соединяться с PI-серверами, читать и записывать данные в теги. Получение данных из тега PI-сервера в Labview. На рисунке 2 показана блок диаграмма основного прибора для считывания данных. Для того чтобы получить данные из тега, необходимо выполнить две основные операции: Открыть соединение с PI-сервером; Считать данные из нужного тега. Рисунок 2. Блок-диаграмма основного прибора Рисунок 3. Блок диаграмма ВП “Соединение.vi” Рассмотрим каждую из этих операций более подробно. Открытие соединения с PI-сервером Для того чтобы открыть соединение с сервером PI надо вызвать метод Open объекта Server коллекции Servers (см. рисунок 1). На рисунке 3 представлена блок диаграмма ВП “Соединение.vi”, в таблице 2 описание элементов управления и индикаторов на блок диаграмме. Алгоритм работы ВП следующий: по имени сервера получается ссылка на него, затем вызывается метод Open и указывается строка для подключения, после чего с помощью свойства Connected проверяется удачность соединения. Чтение данных тега Существует довольно много методов чтения данных из сервера PI, но мы рассмотрим только один – RecordedValues. Данный метод возвращает архивные значения за указанный в запросе промежуток времени. Он присущ объекту PIData, который в свою очередь ассоциируется с объектом PIPoint. На рисунке 4 представлена блок диаграмма ВП “ RecordedValues.vi”. А в таблице 3 описание элементов управления и индикаторов на блок диаграмме. Таблица 2 Элементы блок диаграммы ВП “Соединение.vi” Рисунок 4. Блок диаграмма ВП “RecordedValues.vi” Таблица 3 Элементы блок диаграммы ВП “RecordedValues.vi” Алгоритм работы ВП следующий: 1. По имени тега получается ссылка на него; 2. Временные метки начала и конца интервала преобразуются в .Net формат; 3. Считываются данные тега; 4. В цикле происходит проверка считанных значений на правильность значений. Так как PI-сервер может помимо значений точек хранить и их статус (например, если не удалось получить значение или оно не правильного формата); 5. Если значение проходит проверку из пункта 4, то оно добавляется в массив результирующих значений. В противном случае пропускается; 6. Закрываются все ненужные ссылки. Заключение Таким образом, объединение двух систем дает ряд преимуществ: – отпадает необходимость интеграции с разнородными системами завода, так как все данные хранятся в едином хранилище PI-сервера; – широкое распространение PI System в нефтеперерабатывающей промышленности позволяет с легкостью переносить решения между заводами; – использование встроенных механизмов безопасности данных позволяет отвечать современным требованиям; – использование LabVIEW значительно снижает время разработки вычислительных алгоритмов, за счет использования стандартных математических библиотек.