B u i l d e r U s e r I n t e r f a c e D e v e l o p m e n t E n v i r o n m e n t S a v e c a s e s R ap p o rt -F G ( st at io n ) H d b C o p y d a t a C o n t r o l S y s t e m S p e c i f i c A p p l i c a t i o n E x e c u t a b l e s P r o g r a m m i n g D e v e l o p m e n t E n v i r o n m e n t S o u r c e C o d e M e s s a g e S e t s C o m p i le r L i n k e r E S C A T O O L S R u n - t i m e l ib r a r ie s ( A P I s ) H d b C l o n e r C l o n e S c h e m a F i le s I n c l u d e F i le s H d b F o r m a t t e r D a t a b a s e D e f i n i t i o n F i l e s W in d o w s N T D o c u m e n t a t io n C o m p i le r P r o d u c t D o c u m e n t a t i o n D i s p la y C o m p il e r D i s p l a y D e f i n i t i o n T e x t F i l e s D a t a b a s e s H A B I T A T s u p p l i e d a p p l i c a t i o n s f o r p r o c e s s m a n a g e m e n t , h i g h a v a i l a b i l i t y , a l a r m i n g , c o m m u n i c a t i o n s , e t c . O n l i n e H e l p f i l e s C o m p i l e d E l e m e n t a n d D i s p l a y S e t s
Đồ án hệ thống điện Chương 3
Rapport-FG là công cụ xây dựng giao diện người dùng trong HABITAT được dùng để xây dựng các hiển thị.
3.2 Hệ thống quản lí cơ sở dữ liệu:
Phần mềm quản lí cơ sở dữ liệu thời gian thực HABITAT là công cụ dùng để mô tả cấu trúc cơ sở dữ liệu (database schema) và quản lí dữ liệu ở môi trường thời gian thực. Nó bao gồm một công cụ định dạng (formatter), một database cloner, một API truy cập dữ liệu (Hdb API), vùng nhớ cơ sở dữ liệu thường trú, quá trình nhân bản (replication), công cụ duyệt cơ sỡ dữ liệu (database brower) và các công cụ lưu trữ.
• Formatter: xử lí cấu trúc cơ sở dữ liệu, database schema (mô tả những nội dung chứa đựng trong cơ sở dữ liệu) và tạo các header file để các ứng dụng dùng để truy cập vào cơ sở dữ liệu. Trong C hay C++ các file header file là các file chứa các chương trình con (sub-schema files) và trong ngôn ngữ FORTRAN 90 là INCLUDE file.
• Cloner: tải các định nghĩa cấu trúc cơ sở dữ liệu vào HABITAT và cài đặt các mô hình cơ sở dữ liệu (database instance) phù hợp với cấu trúc cơ sở dữ liệu đã đưa ra. Nhiều phiên bản của mỗi cơ sở dữ liệu có thể được xây dựng và chạy trên các ''families'' khác nhau. Mỗi ứng dụng có một copy cơ sở dữ liệu riêng của nó. Có thể xem và cập nhật các database clone, tải và di chuyển cấu trúc cơ sở dữ liệu, đặt cloner ở chế độ online hoặc offline và sửa lại tên các cloner.
• Hdb APIs cung cấp chức năng truy cập vào cơ sở dữ liệu cho các ứng dụng dùng điều khiển tương tác. Hdb API khác với các API khác trong HABITAT ở chỗ nó không có ứng dụng Hdb ở thời gian thực mà API này nằm thường trú trong các ứng dụng và có hơn 50 chức năng cho phép mở, truy vấn, đọc và ghi vào cơ sở dữ liệu. Ngoài ra còn có một vài chức năng khác trực tiếp hoặc gián tiếp hổ trợ cho sự làm việc của Hdb.
• Replication Process: duy trì một cơ sở dữ liệu dự phòng ở một máy
tính thứ hai và cơ sở dữ liệu này được cập nhật các giá trị hiện hành để có thể đảm nhận việc vận hành hệ thống nếu xảy ra lỗi ở hệ thống chính.
• Database Brower: cung cấp các cách để các nhà lập trình có thể đọc trực tiếp và sửa đổi các giá trị cơ sở dữ liệu. Công cụ duyệt (brower tool) còn cho phép người dùng xem các trường (field) đang tồn tại bên trong cơ sở dữ liệu và chỉnh sửa nội dung của của các trường này. Hơn nữa, nó còn cho phép chèn, xoá hay copy các bản ghi (record) bên trong cơ sở dữ liệu.
Đồ án hệ thống điện Chương 3
• Archive process: dữ liệu thường trú trong các clones chủ yếu được
quản lí bằng các archives và savecase. Có các dữ liệu snapshot ở một hay nhiều cơ sở dữ liệu tạo thành clone. Archive process cho phép lưu nội dung cơ sở dữ liệu vào các file ASCII và tải các file đó vào mô hình cơ sở dữ liệu (database instance).
3.3 Các hỗ trợ lập trình (Programming support subsystem):
Các hổ trợ lập trình cho phép các chương trình mới và dữ liệu được tích hợp một cách dễ dàng cho hệ điều hành hiện có. Nó đưa ra file include để khai báo và định kích thước phù hợp với lược đồ cơ sở dữ liệu người dùng đưa ra. Trong trường hợp bổ sung nó cung cấp tài liệu APIs tạo nên các chức năng chung thường được dùng trong các hệ thống điều khiển thời gian thực.
3.4 Các hoạt động hỗ trợ hệ thống cơ sở (operations support subsystem):
Các hoạt động hổ trợ các hệ thống cơ sở bằng nhiều cách. Nó tự động tạo mô hình cơ sở dữ liệu (instance) thường trú trong bộ nhớ lúc khởi động hệ thống. Nó cung cấp sự quản lý các nhiệm vụ tập trung và điều khiển tài nguyên và các nhiệm vụ theo trình tự và theo thời định. Ngoài ra, các hoạt động hổ trợ còn quản lý việc in ấn các hiển thị.
4. Các kiểu hệ thống HABITAT:
Một hệ thống HABITAT được cài đặt nằm trong loại: hệ thống thời gian thực, hệ thống mô phỏng và hệ thống phát triển. Mặc dù phần mềm và các khả năng của các loại hệ thống này hầu hết là giống nhau nhưng các kỹ thuật bảo dưỡng sẽ khác nhau.
4.1 Hệ thống HABITAT thời gian thực:
Hệ thống HABITAT thời gian thực cung cấp các hoạt động thường trú HABITAT hỗ trợ cho các chức năng của nó. Thông thường, nó bắt đầu hoạt động lúc phần cứng khởi động. Các hoạt động này được duy trì cho dù hệ thống HABIATAT này hoặc chạy ở chế độ hệ thống chính hỗ trợ cho chức năng thời gian thực như SCADA hoặc ở chế độ dự phòng.
Rất ít và gần như không có sự phát triển thực hiện ở môi trường HABITAT này vì các hoạt động kịp thời và chính xác của nó là tối quan trọng đối với các hệ thống thời gian thực. Với lý do đó nó cũng hiếm khi chia sẻ CPU của nó cho những môi trường HABITAT khác cùng chức năng.
Việc bảo quản các HABITAT này như sao chép dự phòng, cập nhật, điều phối. . được giới hạn ở các khoảng thời gian mà CPU của nó đang chạy ở chế độ dự phòng.
Đồ án hệ thống điện Chương 3
Kiểu hệ thống HABITAT mô phỏng hổ trợ sự mô phỏng môi trường HABITAT thời gian thực cho các phần mềm mô phỏng như ứng dụng đào tạo viên DTS. Các chức năng của HABITAT mô phỏng cũng tương tự như các chức năng ở hệ thống thời gian thực, nhưng không cần thiết phải đảm bảo tính sẵn có của HABITAT (nghĩa là không cần dự phòng).
4.3 Các hệ thống phát triển HABITAT:
Kiểu hệ thống HABITAT phát triển được cài đặt để cung cấp các môi trường phát triển ứng dụng hay khu vực để thử các ảnh hưởng của sự thay đổi phần mềm trước khi cài đặt phần mềm mới vào môi trường HABITAT thời gian thực. Người sử dụng của loại hệ thống này chủ yếu là những người quản lý cơ sở dữ liệu và lập trình hổ trợ các tính năng của HABITAT.
Phát triển được thực hiện ở Windows NT và triển khai tới Open VMS, TRU46UNIX hay WinNT.
4.4 Hệ thống cơ sở dữ liệu HABITAT - HDB:
HDB là hệ thống cơ sở dữ liệu trong HABITAT, nó hổ trợ cho các clones cơ sở dữ liệu và cung cấp giao diện lập trình (API) để truy cập cơ sở dữ liệu đó. Các tiện ích HDB giúp định dạng cơ sở dữ liệu, tạo mới và di chuyển các clones cơ sở dữ liệu, xuất nhập vào cơ sở dữ liệu, thực hiện nhân bản cơ sở dữ liệu và cung cấp các chức năng duyệt và lưu dữ liệu ra file. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. ALARMS:
EMP thiết kế để giám sát các hệ thống điều khiển thời gian thực. Một phần quan trọng của chức năng này là hệ thống cảnh báo (Alarm), hệ thống này cùng cấp API và giao diện người dùng phức tạp. Hệ thống cảnh báo phát âm thanh, tạo nhận biết (notification) đến nhân viên vận hành và các đội ngũ khác, kiểm soát các thừa nhận của nhân viên vận hành và ghi lại các thông tin.
Đồ án hệ thống điện Chương 3
Hình 3.9: Trình bày sự giao tiếp và trào lưu dữ liệu giữa các thành phần trong ứng dụng cảnh báo.
5.1 Các sự kiện (Events):
Sự khác nhau rất quan trọng giữa một cảnh báo và một sự kiện. Sự kiện (Event) là bất kỳ sự thay đổi nào trong trạng thái của hệ thống (điều khiển hoặc công suất) và sự thay đổi này được nhận biết bởi phần mềm. Mỗi một sự kiện có một thông điệp (message) đi kèm. Trong trường hợp chung, tất cả các sự kiện được ghi vào cơ sở dữ liệu và cũng có thể được in.
Các cảnh báo là tập hợp con của tập hợp các sự kiện mà cần phải có sự can thiệp của con người. Các tiện ích cảnh báo cho phép người quản trị sửa đổi các sự kiện được coi là quan trọng cần giải quyết. Các sự kiện phát cảnh báo có các thuộc tính như: tính ưu tiên -người nào có thể quan sát và thừa nhận các cảnh báo này, có âm thanh hay không.v.v. Chúng được nhóm theo từng hạng (category).
S e c o n d a r y c o m p u t e r M e m o r y R e p l i c a t i o n S o u r c e M e m o r y R e p l i c a t i o n D e s t i n a t i o n A l a r m S e r v e r D e s t i n a t i o n A u d i b l e S e r v e r ( f o r t o n e s ) L o g m a n S e r v e r P r i n t e r A r c h i v e F i l e s M L F D a e m o n A p p l i c a t i o n s U s i n g A l a r m A L A R M A P I C o n f i g u r a t i o n M a n a g e r A l a r m S e r v e r S o u r c e M R S A P I R U S E R A P I A U D I B L E A P I P E R M I T A P I L o g m a n A P I H d b A P I M L F A P I C f g m a n A P I A l a r m D a t a b a s e R e p l i c a t e d D a t a b a s e s P e r m i t D a t a b a s e Fu l l G r a p h i c s S t a t i o n
Đồ án hệ thống điện Chương 3
Một category là một nhóm các cảnh báo được giải quyết theo cùng kiểu trong vận hành.
5.2 Các hiển thị cảnh báo (Alarm display):
Các cảnh báo được hiển thị cho người vận hành bằng các hiển thị dạng bảng. Hệ thống Cảnh báo dùng tiện ích quyền truy cập (permission service) và hạng cảnh báo (Alarm category) để cho phép các máy tính khác nhau có thể xem các danh sách cảnh báo khác nhau. Người dùng có thể tìm các danh sách cảnh báo của mình bằng các thông số định sẵn.
6. Các tiện ích khác hỗ trợ cho HABITAT:
Ngoài dịch vụ báo động ra còn có các dịch vụ khác do hệ thống HABITAT cung cấp cho các ứng dụng trong EMP.
6.1 Tiện ích Quyền (Permission):
Tiện ích Permissions cung cấp các phương tiện để giới hạn truy cập đến thông tin và đến các qui trình quan trọng của hệ thống. Các Quyền được thiết lập trong hệ thống là Đọc (Read), Ghi (Write) và Thi hành (Execute).
Hệ thống cung cấp hai cơ cấu để truy cập chính thức là dựa vào console và phạm vi (area). Console là máy tính dùng để vận hành, có thể có nhiều màn hình mà mỗi màn hình hiển thị nhiều cửa sổ hiển thị.
Quyền theo Phạm vi ở đây là một tên gọi (một danh định, identifier, bằng chuỗi ký tự riêng) gắn liền với các hiển thị (display), thiết bị, và các thực thể cơ sở dữ liệu nhất định. Ví dụ, phạm vi Phân tích hệ thống (System Analyst) có thể gắn liền với một display nhất định. Khi một display được gọi thì hệ thống sẽ kiểm tra xem console đang gọi display này có quyền Đọc trong với phạm vi Phân tích hệ thống (System Analyst) này hay không. Nếu không, tiếp đến hệ thống sẽ ngăn chặn viêc gọi display này.
Quyền theo Phạm vi cũng được dùng để thiết lập các điều kiện để xác định các cảnh báo nào có thể được nhận biết ở mỗi console.
Tiện ích Quyền dùng tên Family của ứng dụng để quyết định phiên bản cơ sở dữ liệu nào sẽ được truy cập.
6.2 Tiện ích Quản lý cấu hình.
Quản lý cấu hình (Configuration Manager) là một hệ thống đảm nhận việc quản lý cấu hình phần cứng và phần mềm nhằm đảm bảo cho hệ thống điều khiển có tính sẵn sàng cao.
Nhiệm vụ hàng đầu của Configuration Manager là giám sát tình trạng vận hành của phần cứng và phần mềm trong hệ thống điều khiển có dự phòng. Sau
Đồ án hệ thống điện Chương 3
khi một thành phần phần cứng hay phần mềm bị lỗi, Configuration Manager khôi phục, phát cảnh báo và tạo báo cáo đối với những sự kiện quan trọng mà nó phát hiện ra.
Configuration Manager cũng phân công vai trò cho các phần mềm, như được phép, không được phép hay dự phòng.
6.3 Tiện ích Quản lý trình tự xử lý và tạo thời gian biểu (Procman).
EMP có hơn 50 tiến trình hoạt động cùng với nhau. Thiết lập chuỗi trình tự khởi động các tiến trình ứng dụng đặc biệt cần thiết khi hệ thống bắt đầu làm việc để kết quả như mong muốn. Ví dụ, các dịch vụ bổ trợ phải chạy trước khi các ứng dụng được khởi động.
Quản lý tiến trình The Process Manager (Procman), khởi động, ngừng và tạo lập trình tự các ứng dụng trong EMP. Ngoài ra, nó còn tạo thời gian biểu cho các ứng dụng chạy theo định kỳ hay chay ở một thời điểm định trước.
Trong EMP có hai mô hình Procman. Một là mô hình Procman EMS dùng cho hệ thống EMS hay SCADA. Một mô hình Procman khác dùng cho hệ thống DTS. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trên cùng của hình Trào lưu dữ liệu Procman cho thấy các ứng dụng con có thể gọi thẳng Procman để tạo các trình tự cho các xử lý giữa các tiến trình. Procman có thể khởi động, ngừng các nhiệm vụ con không dùng Procman API.
Như đã đè cập ở trước, Procman sử các API hổ trợ như: báo động (Alarm), quản lý cấu hình Configuration Manager (Cfgman), MLF và OSAL/PPM.
Đồ án hệ thống điện Chương 3
Hình 3.10 Quản lí tiến trình trào lưu dữ liệu (procman)
7. Hệ thống giao tiếp
Các ứng dụng được tách biệt khỏi các kết nối TCP/IP trực tiếp bằng cách dùng hệ thống truyền thông NETIO. Ở mức cao nhất, thích hợp cho tất cả các ứng dụng là mức socket-based và được dùng cho tất cả các truyền thông ở cùng một node hay giữa các node với nhau. Việc kết nối giữa các ứng dụng được thực hiện bằng các tên logic (logical name) chứ không phải bằng các tên vật lý (physical names). Một tiện ích riêng quyết định các tên logic.
7.1 Hệ thống ngày giờ: A l a r m C l i e n t A p p l i c a t i o n s ( S t a r t a n d S t o p ) M L F D a e m o n P r o c d b c l e r k H d b A P I R U S E R A P I P r o c m a n A P I P r o c m a n A l a r m A P I C f g m a n A P I O S A L / P P M A P I A P P M G R A P I M L F A P I M L F A P I P r o c m a n M o d e l F i l e s A p p l i c a t i o n D e f i n i t o n F i l e s C l i e n t A p p l i c a t i o n s P r o c m a n A P I O p e r a t i n g S y s t e m C o n f i g u r a t i o n M a n a g e r P r o c l o g D a t a b a s e P r o c m a n D a t a b a s e F u l l G r a p h i c s S t a t i o n C l i e n t A p p l i c a t i o n s P r o c m a n A P I
Đồ án hệ thống điện Chương 3
Các ứng dụng cần xác định và định dạng thời gian. Hệ thống Timedate và các tiện ích Ngày Giờ cung cấp đồng hồ thời gian thực, các đồng hồ mô phỏng, và các nhiều tương tác định thời khác.
7.2 Máy tính điều khiển lập trình logic (PLC).
Ứng dụng PLCMGR quản lý thiết bị vào ra từ các bộ PLC trong hệ thống.
7.3 Trending and strip chart recorders driver.
Tiện ích ProGraf-DT/Trend theo dõi các dữ liệu thời gian thực trong hệ thống điều khiển. Nó lấy mẫu dữ liệu từ các cơ sở dữ liệu hệ thống điện lực và sau đó đưa giá trị đã lấy mẫu này vào các hiển thị trên Consle hay vào các bộ ghi biểu đồ.
7.4 Nhật ký (Logman)
Logman hỗ trợ việc ghi thanh nhật ký (log) các thông tin và được chuyển thành file và đưa đến máy in bằng định dạng in đồ hoạ. Nó gửi thông điệp và giám sát tình trạng các máy in.
8. Lập trình trong HABITAT
Một chức năng quan trọng của EMP và HABITAT là cung cấp một môi trường lập trình nơi mà các giao diện, các ứng dụng và các tuỳ biến theo yêu cầu có thể được phát triển cho phù hợp với các yêu cầu của người dùng.
8.1 Các lớp tiện ích cho người lập trình và các ứng dụng
Tất cả các ứng dụng EMP được xếp trên cùng của HABITAT. HABITAT cung cấp một môi trường phát triển bao gồm bộ bộ sư tập các API lưu động và giao diện người dùng. Môi trường phát triển được thiết kế sao cho việc sử dụng các API và các tiện ích, mã nguồn có thể được phát triển trong một hệ điều hành và chuyển sang hệ điều hành khác.