La tendencia de desarrollo del software de configuración
El software de configuración de monitoreo es una parte importante del software de aplicación industrial y su desarrollo está restringido por muchos factores. En última instancia, es la aplicación la que desempeña el papel más crítico en la promoción de su desarrollo.
En cuanto al impacto del surgimiento continuo y el rápido desarrollo de nuevas tecnologías en el software de configuración de monitoreo y control, algunas personas creen que con el desarrollo de la tecnología, el software de configuración de propósito general se retirará del mercado. Por ejemplo, algunos equipos de automatización incorporan directamente imágenes en tiempo real de un "servidor web" para que los operadores puedan acceder a ellas en la sala de control central.
El autor no lo cree así. La diversificación de las necesidades de los usuarios determina que ningún producto puede cubrir todas las necesidades de pantalla de todos los usuarios, y la demanda del usuario final de la interfaz hombre-máquina del sistema de monitoreo no se puede solucionar en un solo modo, por lo que el sistema de monitoreo del usuario final siempre necesita para ser "configurado" y "personalizado". Esta es la razón principal por la que el software de monitorización y configuración no puede retirarse del mercado, porque la demanda existe y sigue creciendo.
El software de configuración de monitorización nació y se desarrolló en el contexto de la sociedad de la información y con el continuo desarrollo de la tecnología informática industrial. En toda la familia de software de automatización industrial, el software de monitorización y configuración pertenece a la plataforma de herramientas básica. El software de monitoreo y configuración ha tenido un profundo impacto en la automatización industrial, la informatización y la informatización social, impulsando cambios en la producción y el estilo de vida de toda la sociedad, y este cambio aún se está desarrollando. Por lo tanto, como algo nuevo, el software de configuración todavía se encuentra en un período de rápido desarrollo. En la actualidad, no existe una institución de investigación especializada para estudiar, resumir y discutir su teoría y práctica, y mucho menos formar una institución de investigación teórica independiente y especializada.
En los últimos cinco años, algunas tecnologías estrechamente relacionadas con el software de configuración de monitorización, como OPC, OPC-XML, bus de campo, etc., también han logrado un rápido desarrollo, proporcionando una base sólida para el desarrollo de la monitorización. soporte de software de configuración. 7.2.1 El software de monitorización y configuración se ha convertido cada vez más en el foco de atención de los fabricantes de hardware de automatización.
En todo el sistema de automatización, la proporción de software está aumentando gradualmente. Aunque el software de configuración es solo una parte, debido a su fuerte penetración y escalabilidad, ha erosionado el mercado de muchos software especiales en los últimos años. Por lo tanto, el software de monitoreo y configuración tiene un alto grado de relevancia industrial y es un puente importante para que los sistemas de automatización ingresen a aplicaciones de alta gama y amplíen su participación en el mercado. Impulsado por este concepto, Siemens WinCC ha logrado un gran éxito en el mercado. En la actualidad, fabricantes de automatización industrial de renombre internacional como Rockwell, GE Fanuc, Honeywell, Siemens, ABB, Schneider, Invesco, etc. Desarrolló su propio software de configuración.
La proporción del software de configuración de monitoreo en el software de la estación operativa DCS aumenta día a día.
Después, FOXBORO, Euro therm, Delta V, PCS7 y otros sistemas DCS utilizaron software universal de monitorización y configuración como estación de operación. Al mismo tiempo, los fabricantes nacionales de DCS también han comenzado a intentar utilizar software de configuración de monitoreo como estaciones operativas.
En universidades e instituciones de investigación científica, cada vez más personas se dedican a investigaciones técnicas relacionadas con el software de monitoreo y configuración.
A juzgar por las revistas académicas de la industria de la automatización nacional, están surgiendo temas de investigación centrados en el software de configuración y nuevas tecnologías estrechamente relacionadas con él. La existencia de muchos investigadores es un factor activo importante en el desarrollo y la innovación de la tecnología del software de configuración, y seguramente se acumularán muchos logros técnicos. Ya sean logros técnicos o investigadores científicos, seguirán las leyes de la pirámide y formarán una transición de lo básico a lo más alto. Estos investigadores y los resultados de sus investigaciones brindan experiencia útil y abren ideas para que los fabricantes de software de monitoreo y configuración desarrollen nuevos productos.
El software de configuración de monitoreo basado en Linux y las tecnologías relacionadas se están desarrollando rápidamente, y muchos fabricantes han lanzado productos maduros uno tras otro, lo que tendrá un profundo impacto en la industria del software de configuración.
Integración y personalización
Desde la perspectiva de la escala del software, la escala de código de la mayoría del software de monitoreo y configuración supera los 654,38 millones de líneas, lo que ya no pertenece a la categoría de software pequeño.
Desde la perspectiva de sus funciones, el procesamiento de datos, la gestión de datos, el análisis estadístico y otras funciones son cada vez más fuertes.
Como plataforma de software general, el software de configuración de monitoreo tiene una gran flexibilidad. Pero, de hecho, lo que muchos usuarios necesitan es un software de aplicación "idiota", que requiere sólo una pequeña cantidad de trabajo de personalización para completar las aplicaciones de ingeniería. Para tener en cuenta tanto lo "universal" como lo "específico", el software de configuración de monitoreo ha ampliado una gran cantidad de componentes para completar funciones específicas, como gestión de lotes, recuperación de accidentes, curva de control de temperatura, componente de diagrama de dinamómetro de pozo petrolero, protocolo. componente de reenvío, ODBCRouter, curva ADO, informes de expertos, componentes de informes generales, gestión de eventos, componentes de transmisión transparente GPRS, etc.
7.2.3 Vertical: La función se extiende hacia arriba y hacia abajo.
El software de configuración está en el medio del sistema de monitoreo, con interfaces arriba y abajo relativamente completas, por lo que la capacidad de penetrar los sistemas de aplicaciones superiores e inferiores también es un instinto del software de configuración, que es específicamente reflejado en:
Up
Sus funciones de gestión son cada vez más potentes. Con la cooperación de la base de datos en tiempo real y su sistema de gestión, tiene algunas funciones MIS, MES o de programación. En particular, son más comunes funciones como gestión y recuperación de alarmas, recuperación de datos históricos, gestión de registros de operaciones e informes complejos.
Abajo
Las funciones de gestión de red (o gestión de nodos) están cada vez más disponibles: diferentes nodos que utilizan el mismo software de configuración pueden acceder automáticamente a las bases de datos de cada uno después de configurar la dirección o el nombre de la computadora. Esta función del software de configuración es similar a las funciones de las especificaciones OPC, protocolos IEC61850, BACNet y otros buses de campo, lo que refleja la tendencia de desarrollo de sus capacidades de gestión de red cada vez más perfectas.
PLC de software, control integrado y otras funciones: además del software de configuración directamente equipado con componentes de PLC de software, los componentes de PLC de software también se venden como productos separados junto con el hardware para formar un controlador PAC. Este componente suave de PLC generalmente puede ejecutarse en el sistema operativo Linux integrado.
Software de servicio OPC: el estándar OPC simplifica la interconexión y comunicación entre diferentes equipos de automatización industrial y se ha convertido en un estándar de interconexión ampliamente reconocido en el país y en el extranjero. El software de configuración dispone de funciones de servidor OPC y de cliente OPC. Si los controladores de dispositivos con software de configuración enriquecido se empaquetan en OPC Serve y se venden por separado según las necesidades del usuario, no solo enriquecerá los tipos de productos de software, sino que también satisfará las necesidades de los usuarios a este respecto. La empresa canadiense Matrikon, que desarrolla y vende principalmente diversos programas informáticos OPCServer, se ha convertido en líder en este campo. Los fabricantes de software de monitoreo y configuración tienen una gran cantidad de controladores de dispositivos y tienen ventajas únicas en el desarrollo de software OPCSever personalizado.
Puerta de enlace de protocolo de comunicación industrial: Es una puerta de enlace especial y es un producto de enlace de datos en el campo de la automatización industrial. El estándar OPC es adecuado para la comunicación de datos entre computadoras y equipos de E/S industriales o software de escritorio, mientras que la puerta de enlace de protocolo de comunicación industrial es adecuada para el aislamiento de segmentos de red y la comunicación inalámbrica entre diferentes equipos de E/S industriales y entre computadoras y equipos de E/S. Conversión de protocolos en aplicaciones como asistencia humana y fuerte confidencialidad de datos. Existen fabricantes en el mercado que se especializan en el desarrollo y venta de productos de puerta de enlace de protocolos de comunicación industrial, como Woodhead, prolinx, etc. El fabricante de software de configuración convierte sus ricos controladores de E/S en puertas de enlace de comunicación ampliando un módulo de reenvío de protocolo, por lo que los riesgos y costos del trabajo de desarrollo son mínimos. Multi_OPCServer y la puerta de enlace de comunicación pFieldComm son ambos derivados del software de configuración Force Control.
7.2.4 Horizontal: Ampliación del ámbito de seguimiento, gestión y campos de aplicación.
Siempre que implique comunicación de datos en tiempo real (ya sea bidireccional o unidireccional), visualización de interfaz gráfica dinámica en tiempo real, procesamiento de datos necesario, almacenamiento y visualización de datos históricos, existe un potencial Demanda de software de configuración.
Además del conocido campo de la automatización industrial, las siguientes áreas también se han convertido en nuevos puntos de crecimiento para el software de monitorización y configuración en los últimos años:
Plant Asset Management (PAM). El representante de este tipo de software es el software de gestión de equipos AMS de Emerson. Según las previsiones de ARC, en 2009 el volumen mundial de negocios de PAM alcanzará los 654.389 millones de dólares estadounidenses.
PAM tiene una amplia cobertura, y su * * * similitud es recopilar el estado operativo del equipo en tiempo real, acumular varios parámetros del equipo (como tiempo de operación, tiempos de mantenimiento, curva de carga, etc.), descubrir el equipo oportunamente. peligros ocultos, predecir la vida útil del equipo y proporcionar equipos. Brinde recomendaciones de mantenimiento y realice diagnósticos integrales de los equipos en tiempo real.
Para el control de procesos y automatización, la empresa estadounidense ICONICS ha lanzado el software de gestión de análisis Facility AnalytiX, centrado en la detección y diagnóstico de fallos de equipos. reg es una solución predictiva de automatización de edificios con el motor avanzado de diagnóstico y detección de fallas (FDD) de ICONICS en su núcleo. Sus algoritmos internos sopesarán la probabilidad de diversas fallas y recomendarán acciones por parte de gerentes, operadores y personal de mantenimiento para evitar fallas en los equipos o desperdicio de energía. Cuando falla el equipo, la tecnología de software avanzada proporciona automáticamente una lista clasificada de posibles causas de falla, lo que puede reducir el tiempo de inactividad y el costo del diagnóstico y recuperación de fallas. Se ha utilizado ampliamente en proyectos de construcción de energía y a nivel de parques en los Estados Unidos.
Control avanzado o sistema de control optimizado. Después de la popularidad de los sistemas de automatización industrial, muchos usuarios comenzaron a introducir controles avanzados o sistemas de control optimizados para mejorar la calidad y precisión del control. Estos sistemas incluyen control adaptativo, control predictivo (multivariable), controladores sin modelo, control robusto, control inteligente (sistemas expertos, control difuso, redes neuronales, etc.). ), y otro software de control escrito basado en una nueva teoría de control. Los elementos constantes de este software de control son los algoritmos de control. El uso del software de configuración de monitoreo resuelve principalmente los problemas de la interfaz hombre-máquina del software de control y la comunicación de datos en tiempo real con el equipo de control.
Sistema de simulación industrial. El software de simulación proporciona a los usuarios un entorno para operar objetos simulados que es casi idéntico al de los objetos reales. El software de simulación no sólo ahorra enormes costes de formación, sino que también proporciona funciones inteligentes que los sistemas físicos no tienen. Los desarrolladores de sistemas de simulación se especializan en algoritmos de módulos de simulación y es posible que no necesariamente tengan ventajas en la visualización gráfica dinámica en tiempo real y la comunicación de datos en tiempo real. El software de configuración de monitoreo reg y el software de simulación se integran a través de interfaces de datos de alta velocidad y se utilizan ampliamente en aplicaciones de simulación de enseñanza e investigación científica.
Construcción de informatización del sistema de red eléctrica. La automatización de la energía es un campo de aplicación importante del software de monitoreo y configuración. La energía eléctrica es la industria básica del país y su construcción de información es multinivel, lo que determina la demanda multinivel de software de configuración.
Edificios inteligentes: Los principales requisitos para la gestión inmobiliaria son la gestión energética (ahorro energético) y la gestión de la seguridad. Este modelo de gestión requiere que los dispositivos inteligentes del edificio estén conectados a Internet. En primer lugar, es necesario resolver eficazmente el problema de las islas de información, reducir el consumo de mano de obra y mejorar la velocidad de respuesta de emergencia y la vida útil de los equipos. La industria de la construcción inteligente desempeña un papel importante en la medición de energía, la distribución de energía, la seguridad, etc.; existe una gran necesidad de conectar sistemas de control de acceso y protección contra incendios a servidores IBMS.
Monitoreo y gestión de la seguridad pública: los riesgos de seguridad ocultos conducirán a una respuesta de emergencia inadecuada, que fácilmente puede conducir a desastres malignos como la parálisis de las instalaciones públicas urbanas y víctimas. El monitoreo de seguridad pública incluye:
Monitoreo de concentración de gases tóxicos y alarma de incendio para proyectos municipales como defensa aérea civil (estaciones, plazas).
Monitoreo hidrológico: incluye monitoreo en tiempo real de niveles de agua, precipitaciones, posiciones de compuertas y presas.
Monitoreo de salud de edificios importantes (como puentes): descubre peligros ocultos a tiempo y predice accidentes.
Monitoreo del entorno energético de la sala de ordenadores: en industrias como las de telecomunicaciones, ferrocarriles, bancos, valores, aduanas y departamentos gubernamentales importantes, el funcionamiento normal de los servidores informáticos es una condición necesaria para la gestión empresarial y administrativa normal. , la sala de computadoras donde se almacenan los servidores de la computadora se convierte en el foco del monitoreo. El contenido de monitoreo incluye: parámetros de funcionamiento y estado del UPS, parámetros de funcionamiento y estado del paquete de baterías, estado y parámetros de funcionamiento de la unidad de aire acondicionado, monitoreo de fugas de agua, monitoreo de la unidad del generador, monitoreo de temperatura y humedad ambiental y monitoreo de la concentración de gas combustible ambiental.
Monitoreo en tiempo real de fuentes de peligro urbano: monitoree dónde se almacenan las fuentes de peligro y hacia dónde se dirigen. Evite la circulación incontrolada de sustancias radiactivas y altamente tóxicas.
Monitoreo tridimensional de la contaminación de tierras y recursos: Monitoreo en tiempo real de los contaminantes relacionados con la producción agrícola en el suelo y la atmósfera, y establecimiento de una red de monitoreo tridimensional en tiempo real.
Monitoreo y despacho en tiempo real de sistemas de redes de tuberías urbanas: incluido el monitoreo de redes de tuberías de suministro de agua, redes de tuberías de gas y redes de tuberías de calefacción. El software de configuración se ha convertido en un componente necesario de los sistemas de automatización industrial, es decir, la "unidad básica" o "componente básico", lo que ha atraído a grandes empresas de automatización a invertir en el desarrollo de software de configuración con derechos de propiedad intelectual independientes para poder confiar en un mercado fuerte para generar ventas a gran escala y obtener beneficios de ello.
Actualmente, el software de monitoreo y configuración con altas cuotas de mercado en el país y en el extranjero incluye iFix de GE Fanuc, Intouch de Wonderware, WinCC de Siemens, Citech, etc. Los fabricantes en China continental son principalmente Likong y Yakong, y hay entre 5 y 10 fabricantes que se dedican al negocio de software de monitoreo y configuración.
En el mercado interno, el mercado de alta gama todavía está monopolizado por productos extranjeros. Los productos nacionales han comenzado a apoderarse de algunos mercados de alto nivel y su proporción está aumentando gradualmente.
(1) El producto de software de configuración en sí cambia.
Como software de herramienta general, el software de configuración siempre ha estado en la posición de "conectar lo anterior y lo siguiente" en el sistema de automatización. En proyectos que involucran informatización industrial, si se trata de recopilación de datos en tiempo real, los usuarios primero considerarán probar el software de configuración. Por esta razón, casi todos los proyectos de informatización industrial utilizan software de configuración. La diversidad de aplicaciones ha planteado muchos requisitos nuevos sobre los indicadores de rendimiento, los métodos de uso y los métodos de interfaz del software de configuración, y también existen algunos desafíos. Estos requisitos tienen un gran impacto en la arquitectura del software de configuración y juegan un papel clave en la promoción del desarrollo del software de configuración.
Cambios funcionales: la interfaz hombre-máquina sigue siendo la función principal, y la recopilación de datos, la base de datos histórica, la gestión de alarmas, la gestión de registros de operaciones, la gestión de autoridades y el reenvío de comunicaciones de datos se han convertido en sus funciones básicas; avanzando hacia la diferenciación y La tendencia a la integración y segmentación funcional se está desarrollando para satisfacer las necesidades de diferentes industrias y diferentes niveles de usuarios.
Adopción de nuevas tecnologías: la tendencia de TI del software de configuración es obvia, y una gran cantidad de las últimas tecnologías informáticas, de comunicación y multimedia se utilizan para mejorar su rendimiento y ampliar sus funciones.
Céntrese en la eficiencia: de hecho, algunos trabajos de "configuración" son muy complejos y los usuarios esperan generar rápidamente sus propias aplicaciones de proyecto a través de plantillas. Las plantillas de gráficos, plantillas de bases de datos y plantillas de dispositivos permiten a los usuarios generar rápidamente programas de destino en forma de "copia".
El software de configuración se centra en la mejora de las capacidades de procesamiento de datos y de rendimiento de datos: además de las funciones convencionales de comunicación de datos en tiempo real y de interfaz hombre-máquina, más de 1.000 puntos de almacenamiento de datos históricos en tiempo real y recuperación, más de 100 C El acceso simultáneo de clientes /S o B/S al sistema de base de datos histórico es una prueba severa para el rendimiento del software de configuración. A medida que aumenta la profundidad de la aplicación, esta necesidad será cada vez más común.
Vinculado al hardware del sistema de control: el software de configuración se integra perfectamente con el equipo de control automático y el hardware está "hecho a medida". Esto muestra que la capacidad de penetración del software de configuración está aumentando gradualmente y que los sistemas de automatización nunca pueden separarse del soporte del software. La solución general favorece las ventas de productos de hardware y el control de los precios de venta por parte de los fabricantes.
⑵ Cambios en otros entornos de aplicación del software de configuración
Otro motivo del aumento de la demanda de software de configuración es que los sensores, los equipos de adquisición de datos y los controladores son cada vez más inteligentes, y Requieren datos en tiempo real. La necesidad de navegar y administrar es cada vez mayor. Algunos usuarios incluso solicitan supervisar el proceso de producción de los pedidos desde sus propias oficinas.
La aparición de organizaciones como OPC y el rápido desarrollo de buses de campo, especialmente Ethernet industrial, han simplificado enormemente la carga de trabajo de interconectar dispositivos heterogéneos y desarrollar software de controlador de dispositivos de E/S. El software del controlador de E/S se desarrollará gradualmente hacia la estandarización.
Después de casi diez años de desarrollo, el software de configuración y monitoreo nacional representado por Likong Technology ha madurado en tecnología, mercado y servicio, formando un mercado y una acumulación de tecnología relativamente fuertes, y tiene la capacidad de competir con países extranjeros. . Capital para que los rivales compitan.
La aparición de nuevas tecnologías eliminará a un grupo de fabricantes que se apegan a las reglas y no se esfuerzan por progresar. Aquellos fabricantes que se centren en las necesidades de los usuarios, tengan el coraje de innovar y adopten nuevas tecnologías para satisfacer las crecientes necesidades potenciales de los usuarios tomarán gradualmente la iniciativa en el mercado y se convertirán en líderes del mercado en software de configuración y productos de TI industriales relacionados.
Potencial de desarrollo: aunque el potencial de mercado del software de configuración es enorme, no es fácil conseguir este mercado. Por un lado, los usuarios tienen requisitos cada vez más altos para el software de configuración y el nivel de aplicación de los usuarios también está mejorando simultáneamente, por lo que los requisitos de calidad para el software también son cada vez más altos. Por otro lado, los fabricantes de software de configuración deberían desarrollar activamente nuevas funciones y productos con demanda potencial. Por lo tanto, el enorme mercado no significa que todos los fabricantes que se dedican al desarrollo de software de configuración tengan las mismas oportunidades. Las oportunidades siempre pertenecerán a unos pocos fabricantes destacados.
Es una arquitectura distribuida del futuro software de configuración de monitorización para satisfacer nuevos requisitos.
Como se mencionó anteriormente, la escala del software de configuración de monitoreo supera los 654,38 millones de líneas. El diseño estructural de un sistema de software tan grande debe adoptar una estructura distribuida. Los sistemas distribuidos no son exclusivos del software de monitoreo y configuración. Actualmente, muchos sistemas de software grandes son sistemas distribuidos.
En el software de configuración, es necesario volver a abordar el antiguo tema de "distribuido", porque casi todas las aplicaciones con una escala superior a 5.000 puntos son inseparables de las necesidades de las aplicaciones distribuidas. También se debe enfatizar que no se debe a la falta de productos con estructuras distribuidas en el software de configuración, sino a la falta de productos que realmente puedan resistir la prueba de las aplicaciones distribuidas.
b. Problemas que existen actualmente en el desarrollo de la industria nacional de software de configuración y monitoreo.
El software es el núcleo y el alma del sistema de automatización, y el software de configuración tiene una alta capacidad de penetración en la industria. relevancia. Ya sea visto desde una perspectiva horizontal o vertical, en un sistema de automatización, el software de configuración penetra cada vez más en todos los rincones y ocupa una parte cada vez mayor. El software de configuración refleja cada vez más el valor de los sistemas de automatización.
Aunque el software es el núcleo y el alma del sistema de automatización, el software de configuración está lejos de asumir este papel. La connotación y extensión del software de configuración cambian constantemente y su papel en los sistemas de automatización se acercará gradualmente a este estándar.
Por lo tanto, los fabricantes de software de monitoreo y configuración del sistema de automatización de China son la esperanza futura y la competitividad central de la industria nacional de automatización industrial. Para llevar a cabo una tarea tan importante, los fabricantes de software de monitoreo y configuración deben tener su propia competitividad central en los distintos niveles de software que se muestran en la figura anterior y establecer suficiente voz e iniciativa en el mercado. La china Huawei nos da un ejemplo. Mientras pueda satisfacer las crecientes necesidades de los usuarios en innovaciones tecnológicas posteriores, ampliar la línea de productos de software y mantener la durabilidad de la innovación original, la industria de software de automatización industrial de China seguramente creará un milagro de Huawei en el campo de la TI industrial.
Plataforma c, tecnología de software modular
La plataforma y la modularización son similares a la tecnología de bus y los módulos PLC en tecnología de hardware. Consolida el patrón estructural del software, permitiendo a los desarrolladores configurar el software tan fácilmente como configurar el hardware. La estructura modular puede hacer que el software sea liviano y los usuarios pueden elegir durante la compra e instalación, de modo que nos resulte tan conveniente implementar proyectos de automatización como guardar máquinas. La plataforma es similar a la placa base de una computadora y los módulos funcionales son similares a la tarjeta gráfica y la tarjeta de sonido. Un número cada vez mayor de proveedores de software de configuración están adoptando este modelo de software. Como KingView, Génesis 64.