PI System and Labview integration

Abstract

In this article it is considered the questions of integration of Plant Information System (PI System) with Labview graphical programming language. Mechanisms of interaction between the systems are considered. Examples of a program code are given.

Full Text

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.