TRACE MODE 6 和T-FACTORY 6 运行模块: 综述

TRACE MODE® 6 和T-FACTORY.exe® 运行模块在TRACE MODE 6集成开发环境里运行所开发的过程控制和制造自动控制工程。从而，TRACE MODE运行模块提供如下解决方案：

• 操作员界面 (SCADA/HMI);
• 工业控制器(SOFTLOGIC);
• 实时工业数据库；
• 企业资产管理，维护和修理管理(EAM);
• 人力资源管理(HRM);
• 制造执行系统 (MES).  

过程控制(SOFTLOGIC 和 SCADA/HMI类别)的运行模块称为TRACE MODE，制造自动化(EAM, HRM, MES 级别)的运行模块称为T-FACTORY。所有TRACE MODE和 T-FACTORY运行模块完美地集成在一起，为生产管理提供了统一的平台。 

TRACE MODE 6和 T-FACTORY 6运行模块按惯例被分为服务器（节点）和客户端（控制台）。这种划分方法有些传统，因为在一些系统配置情况下，TRACE MODE控制台能执行通常是属于服务器的功能（通道数据库处理和程序的执行等等），同时服务器也可以进行通常认为是客户端任务的操作员HMI操作功能。客户端和服务器软件都是在统一的集成开发系统 里开发的，并具有分布式变量的 统一数据库, 其属性可以由任何TRACE MODE 和T-FACTORY运行模块随意访问。 这种系统结构为分布式控制系统的开发提供了极大的灵活性，因为它可以按照各种结构构建控制系统：

• 本地;
• 分布式客户端-服务器结构;
• 分布式类DCS结构 (分布式控制系统);
• 远程控制。

TRACE MODE SCADA/HMI 内置冗余支持, 因此可以为任何系统组件提供备份节点。分布式控制系统中TRACE MODE 6 SOFTLOGIC和 HMI 层的运行模块TRACE MODE 6 开发系统可以用于建立多层分级结构的冗余控制系统和远程控制系统。基于TRACE MODE 6的控制系统(SOFTLOGIC, SCADA/HM 层)的一般结构如下图所示：

TRACE MODE 6完全基于TCP/IP协议进行组网 。实时监控器 –SCADA/HMI 层的主要实时服务器

实时监控器 (RTM) 是主要的TRACE MODE® 6 SCADA/HMI 运行模块，其主要特性有： 

• 通过内置驱动程序或用户驱动程序、DDE和OPC从I/O设备获取数据。实时监控器免费提供2087种 I/O设备的驱动程序;
• 初步的数据处理 – 筛选, 定标, 边界控制，死区等等;
• 用IEC 6-1131/3标准程序进行过程控制;
• 自适应的PID环路自调节;
• 在屏幕和趋势图实现信息的HMI可视化 ;
• 报警;
• 在工业级的实时数据库SIAD/SQL中处理历史日志;
• 统计过程处理 (SPC);
• 生成报告;
• 通过TCP/IP网络向TRACE MODE客户端和服务器提供HMI信息;
• OPC服务器特性. 

我们提供以上各种特性的不同组合的实时监控器供用户选择，还提供具有自动热冗余特性的实时监控器。RTM具有强大的图形功能：

• 照片级的3D图形;
• 多窗口界面;
• 支持分层;
• 支持对象透明度和纹理叠加;
• 3D FAST+ 技术，加速图形屏幕的实时加载;
• 任何图形对象的动态化；
• 屏幕放大;
• 动画;
• 实时趋势图;
• 不限深度的历史趋势图;
• 事件窗口; 

TRACE MODE 6 SCADA/HMI RTM 服务器有自己的多线程优先级驱动的实时系统。在正常运行状态时，RTM6的最小响应时间0.01 s (10 ms)。然而当使用特别的FAST通道时，响应时间可以缩短数倍，处理周期将是2 ms。

通过重新分配计算核心的各个线程的时间资源或特定任务的优先级，可以灵活地设置RTM 6实时系统。

在集成开发环境的相应对话框里，可以对如下参数设置优先级：

• 主线程;
• IP交换;
• 操作员界面;
• 通过驱动程序与I/O设备交换数据;
• 通过MODBUS与I/O设备交换数据;
• OPC和DDE交换, 等等。

 TRACE MODE SCADA/HMI带有网络时间自动同步系统，可以确定分布式控制系统中事件的时间。 系统可以进行在线工程编辑 (对HMI界面或者程序逻辑进行实时编辑，而不需要中止控制系统)，还可以实时地在趋势图上添加或删除 "曲线" ，重新连接图形对象，改变线条或边框的颜色。  TRACE MODE内置报警服务器，提供强大的报警系统。HMI报警服务器存储其监控过程中所发生事件的文本信息。每个信息可以有不同的状态。当发生了一些主要事件时，报警系统可以产生报警信息并将其写入报警报告。 带有自适应PID环路自调整的RTM带有自适应PID环路自调整的TRACE MODE SCADA/HMI RTM 称作自适应RTM。自适应RTM基于俄罗斯阿达斯特拉科技集团有限责任公司独创的专有技术。

在自动或半自动模式，程序能够周期性地或连续地对PID环路进行在线调节。自适应 RTM能够在噪声环境里设置控制系统，并避免使用不稳定的模式。TRACE MODE SCADA/HMI 自适应 PID环路利用小幅度的测试信号(2-4%)提供高质量的自调整功能。这种小幅度的测试信号不会真正地影响控制设备，也不会增加传动装置的磨损。

利用TRACE MODE SCADA/HMI自适应PID环路自调整，可确保在任何时间对各类自动的平稳过程或非平稳过程进行高质量的控制。

文档服务器 (报告生成器)

TRACE MODE 提供3种报告生成器:

• DocRTM+的本地文档服务器 ;
• 专用的全局文档服务器;
• 专用的 企业 文档服务器。.

另外，在企业记录器里带有相同功能的报告生成器。

• TRACE MODE 本地文档服务器 用于小型控制系统和个人文档系统。它应当与TRACE MODE RTM安装在同一台PC里。服务器用RTM通道的数据生成报告，并将报告以HTML格式存储到硬盘供日后需要时打印。
• TRACE MODE全局文档服务器用于 从分布式控制系统的多个RTM收集数据并生成报告。这种服务器应当安装在专用的PC上。这种报告生成器可以从不限数目的PC和控制器上收集数据，并可以用不限数目的模板和脚本生成用户报告。报告也可以用HTML格式保存在硬盘上供日后打印。
• TRACE MODE 企业文档服务器具有全局文档服务器的所有特性。此外，它还有强大的通信机制，能进行报告的自动分发。报告可以供打印、email、向手机发送和在网站上发布等等。建议客户将该产品作为企业级控制系统，与TRACE MODE和 T-FACTORY或者其他HMI、DBMS 和ERP联合开发。

 实时工业DBMS — SIAD/SQL 6的专用服务器

TRACE MODE® 6 和 T-FACTORY.exe® 6 实时监控器内置有工业级的实时DBMS SIAD/SQL 6。但是，有时不适宜向运行RTM的PC保存历史资料。例如下列情况：

• RTM+ 处理大量通道;
• HMI控制台因图形原因过载;
• 系统对与过程有关的数据安全性提出了更高要求 (要求实时 DBCS服务器在物理上独立);
• 为了减少RTM+的负担，加快控制系统的时间参数;

推荐在一台单独的PC上，使用一个专用的SIAD/SQL 6实时DBMS服务器 – 全局记录器。 由全局记录器提供的历史资料是整个系统公用的。所有的工程都可以在这个记录里保存数据。

数据日志被同时写入到SIAD/SQL 6实时DBMS的3个文件. 另有一个日志保留给系统使用。由于其灵活的已记录参数设置系统，可以将“快速的”过程参数的历史记录以最高速度保存到实时DBMS的一个文件中，比如日期/星期参数，而用另一个文件保存“慢速的”的信息，比如车间一年生产情况的数据日志概要。

这种对日志的“快慢”细分，与其他SCADA/HMI系统经常采用的“一个参数—一个表格—一个文件”方式相比，可以节省大量系统资源。与比“重型”DBMS速度快10—100倍的快速数据存储技术结合使用，SIAD/SQL 6能够为过程历史数据记录提供最高的效率和可靠性。SIAD/SQL 6 实时DBMS为 24x7模式下密集数据流的快速存储和读取进行了优化。它能够以1ms精度的时间标记存储超过10亿个参数。为了保证数据存储的可靠性，SIAD/SQL 6 实时DBMS为服务器提供了热冗余（双重或3重），并且为受到破坏的资料提供了自动数据恢复系统。

根据在一台奔腾4计算机（3GHz主频，1GB RAM）上进行的极端条件测试，运行在实时SIAD/SQL 6下的实时DBMS服务器每秒钟能够无差错地记录模拟参数的640.000 次改变。这个速度比其他最有竞争力的产品要快10到100倍 (进行SIAD/SQL 6实时 DBMS速度测试的PC带有2个SATA硬盘组成的 RAID-0阵列)。

SIAD/SQL 6 实时DBMS服务器对已记录的信息进行动态优化，可以将资料的体积最多减小10倍。

全局记录器 能够对统计过程控制(SPC)中已存储的数据进行实时统计处理。处理结果将显示在HMI屏幕上。 实时服务器和SIAD/SQL的热冗余

基于TRACE MODE的SCADA/HMI PC的可靠性是由多个网络适配器和PLC通信线路冗余来保证的。当主适配器发生故障时，系统将服务器自动实时地切换到备份网络适配器。

分布式控制系统的可靠性和防故障能力由控制系统服务器的热冗余提供 – 实时监控器, 文档服务器 和 记录器。TRACE MODE 6支持服务器的双重和3重冗余:

• 在开发系统中对冗余节点的自动复制将引起工程的自动编译；
• 在主服务器和备份服务器之间自动同步实时数据；
• 主服务器发生故障时，自动将数据流切换到冗余服务器；
• 系统启动时，自动决定服务器的主/备状态；当主服务器从故障中恢复后，自动解决服务器间的状态冲突;
• 将所有故障和切换信息记录到备份服务器.

和服务器的冗余一样，I/O卡和控制器冗余最可靠的防故障方法是TRACE MODE® 6服务器的3重冗余配置。这样看来，为保证飞行可靠性而采用3重冗余系统就不足为奇了。

Micro TRACE MODE – 控制器运行模块

Micro TRACE MODE 6 是功能强大的多平台运行模块，用于直接数字过程控制的开放式PLC设计。Micro TRACE MODE的工程在 集成开发环境 里进行编程。  

Micro RTM 编程是通过 TRACE MODE 6集成开发环境 （专业版）实现的，这样可以享受 集成项目开发 带来的好处：

• 无需在控制器、 OPC服务器和HMI间复制数据库；
• 提高开发者的生产率；
• 减少开发错误;
• 降低项目开发成本.

 对于Micro RTM 编程，系统提供了 IEC 6-1131/3国际标准的5种语言。还支持强大的调试功能。 所开发项目可以：

• 从TRACE MODE编辑器直接下载到控制器;
• 无需关闭控制器就可以进行远程启动、停止和在线编辑。

TRACE MODE 6 Micro RTM 有不同配置的版本可供选择，其主要特性有：

• 硬实时;
• 系统周期最小2 ms;
• 内置热冗余 (双备份和三备份);
• 平滑重启动;
• TCP/IP 组网(I-NET 协议);
• 开放的 I/O卡驱动程序格式;
• 支持M-LINK 协议 (串口);
• 容错遥控：支持 M-LINK CRC 协议;
• 支持MODBUS 标准协议;
• 支持DCS 标准协议 (分布式 I/O 设备ADAM, I7000, I8000 及兼容设备);
• IEC 6-1131/3标准的5种语言程序解释器；
• 控制器参数转储;
• 警报报告;
• 用户自定义控制器日志;
• 支持看门狗时钟;
• 支持I/O 卡;
• 支持分布式 I/O： ADAM 5000 系列 (Advantech), I7000 系列 (ICP DAS), I8000 系列 (ICP DAS)；
• 支持文本显示;
• 仿图形操作员界面;
• 支持VGA显示；
• 图形操作员界面 (嵌入式HMI);
• 自适应的PID环自调整;
• 利用专线或者拨号网络，通过调制解调器与PC交换数据;
• 利用GSM调制解调器（短消息）和直接链接与远程RTM交换数据;
• OPC服务器 (可选).

Micro TRACE MODE 运行模块可用于下列操作系统：

• MS DOS;
• Mini OS7;
• Windows CE.net.

该操作系统列表是开放的，俄罗斯阿达斯特拉科技集团有限责任公司可以按照客户需求将Micro RTM 移植到不同平台。我们还发布了各种控制器的专用Micro RTM 版本 (OEM版本), 包括:

• WinCon-8000;
• ADAM 5510;
• ICP/DAS;
• ICP/DAS i8000; 

TRACE MODE能够保证在Micro TRACE MODE编程的工业控制器拥有热冗余。通常，这种冗余用于保证危险过程控制系统的可靠性。用户可以很灵活地调整控制器的冗余算法，并按照特定控制系统的要求进行修改。 TRACE MODE 6的可靠性保证系统还包括对看门狗时钟的支持，能够在系统中止的时候自动重新启动控制器和工控机。

TRACE MODE 6 SCADA/HMI 客户端

NetLink Light 6图形控制台是一个TRACE MODE® HMI 客户端运行模块。NetLink Light用于和服务器相连的附加工作站。 TRACE MODE NetLink Light 6主要有以下特性:

• 与TRACE MODE服务器，包括RTM、RTM+或其各种版本，实时交换数据，或与全局记录器和运行于Micro RTM的控制器交换数据;
• 用IEC 6-1131/3标准程序处理数据;
• 在屏幕和趋势图实现信息的HMI可视化 ;
• SIAD/SQL 6或关系型数据库的过程历史记录的可视化;
• 通过服务器进行管理控制。 

在TRACE MODE 6工程中，基于NetLink Light 6 的HMI被表示成一个单独的节点，有自己的网络TCP/IP地址。NetLink Light 节点并没有自己的I/O通道，只有HMI屏幕调用和程序调用。其HMI屏幕可以从工程的其他任何节点复制，也可以为其特别设计。

基于NetLink Light 6的HMI能够用TRACE MODE支持的所有物理接口连接服务器，例如：

• TCP/IP 局域网;
•  因特网;
• RS 232/485;
• 专线调制解调器;
• 拨号线路的调制解调器;
• 基于GSM SMS的网络;

个NetLink Light 6可以同时连接多个TRACE MODE 6服务器，因此NetLink Light 6 的HMI屏幕能够从不同的TRACE MODE RTM、 RTM+和Micro RTM接收信息。也可以将不限数目的 NetLink Light 6 HMI客户端连接到1个 TRACE MODE服务器。

远程控制的TRACE MODE 6 运行模块

通过下列接口，TRACE MODE 6 SCADA/HMI 能够有效地用于远程控制系统:

• 专用电话线路 (调制解调器);
• 拨号电话线路;
• 无线电信道;
• Wi-Fi;
• GSM 网络。

常规的TRACE MODE SCADA/HMI服务器（实时监控器）支持前面四个接口。对基于GSM的远程控制系统，要使用TRACE MODE GSM-RTM+ 。要建立基于 TRACE MODE的远程控制系统，要在远程控制器（RTU）里安装运行TRACE MODE SOFTLOGIC模块 - Micro TRACE MODE、Micro TRACE MODE Modem+和Micro TRACE MODE GSM。这种软件配置提供下列远程控制系统有效运行所需的特性：

• 操作员PC进行远程控制单元（RTU）轮询;
• 所获取数据的图形HMI 可视化;
• 操作员的远程过程控制;
• 由远程RTU控制本地逻辑和PID;
• 每条信息的发送控制;
• 确定时间的RTU时间，并将此时间标记上传给SCADA/HMI;
• 登录到远程RTU并周期性地向SCADA/HMI传送数据;
• 在SCADA/HMI PC中做总数据日志;
• 报警;
• 显示趋势图；
• 同步远程控制系统所有节点的时间;

在正常状态，RTM+在Micro TRACE MODE Modem + 的控制下对RTU单元进行周期轮询，从RTU的本地文档收集数据，处理这些数据并按照RTU登记的时间将其添加到SIAD/SQL。SCADA/HMI服务器还分析报警信息，以便在紧急情况时转换到应急模式并捕获远程终端单元。

为了保证与远程控制器(RTU)的可靠通信，TRACE MODE内置了专门的抗噪声远程控制协议 M-LINK CRC。

TRACE MODE GSMRTM+ 具有标准TRACE MODE  RTM+的所有特性，此外它还包括GSM服务器，能提供以下特性：

• 通过GSM调制解调器的SMS与下列设备交换数据:

                   o 由Micro TRACE MODE GSM+控制的远程控制器(RTU);

                   o 远程RTM+ (HMI运行模块);   

                   o GSM 移动电话;

                   o DBMC 和其他应用软件 (通过OPC或ODBC);

•  产生警报，可视化表示警报并传输到GSM移动电话和PC;
• 将操作者的交互信息发送到GSM移动电话和PC;
• 以数字和文本格式提供所需的TRACE MODE和T-Factory通道;
• 通过GSM移动电话进行DBMC数据查询(MS SQL Server, MS Access, Oracle, DB2, Sybase 等);

 基于Micro TRACE MODE GSM+ 和 GSM-RTM+的远程控制系统提供对未授权访问的保护。这些系统通过SIM卡号提供访问权控制和合法操作控制。TRACE MODE GSM-RTM+ 远程控制系统完全与TRACE MODE和T-Factory 安全系统集成在一起。

MES, EAM和HRM应用软件的 T-FACTORY 6 运行模块

结合过程控制，可以在集成开发环境中建立一个制造自动控制系统。MES、EAM和HRM等应用软件在T-FACTORY.exe® 运行模块中运行。 

T-FACTORY 服务器: MES/EAM/HRM

用于制造自动控制系统的主要运行模块是T-FACTORY RTM+，其主要特性有：

• 计算技术链上任意元素的原料与能源余额;
• 分析任意技术阶段的原料与能源损耗;
• 生成生产订单;
• 根据生产订单自动生成材料与业务订单，并转发给执行者;
• 实施生产业务的网络规划;
• 控制业务的实施;
• 利用面向过程的方法控制质量，使其符合ISO 9000:2000 国际标准;
• 实时计算各个技术阶段的制造成本;
• 揭示生产的“瓶颈”– 制造成本、损耗和损失的增长，以及对实施条款的偏差等;
• 监控生产订单实施过程中时间和成本与计划目标的一致性情况;
• 记录执行、停工、故障和设备维护的MES统计情况;
• 自动生成报告，并计算决策所需的各种指标.
• 详细描述为进行预防性和前瞻性维护所提供的EAM 服务;
• 制定资产维护的优先级;
• 将维护服务与从TRACE MODE HMI 和 SOFTLOGIC得到的实时数据相链接；
• 自动生成材料和业务的EAM订单;
• 根据管理人员对不同阶段的授权，设定EAM 文档流的流通规则;
• 实施维护业务的无限期网络规划；
• 控制业务的实施;
• 记录执行、停工、故障和设备维护的EAM统计情况;
• 记录维护成本帐目;
• 自动生成报告，并计算决策所需要的各项指标。
• 记录已执行业务;
• 将业务执行情况导出到其他软件，以计算报酬和奖金；
• 对业务进行网络规划;
• 业务管理 – 对业务的执行进行监督;
• 统计人员的工作执行情况和停工期并保存;
• 计算劳动成本;  

T-FACTORY RTM通常用实时DBMS SIAD/SQL 6来存储数据。TRACE MODE 文档服务器可生成包含MES、EAM和HRM统计信息的用户报告。

T-FACTORY客户端

T-Factory NetLink Light 6是一个针对MES/EAM/HRM应用软件的图形控制台。它对从T-FACTORY 和 TRACE MODE服务器接收到的数据进行可视化。T-Factory NetLink Light适用于连接到服务器的附加MES、EAM和 HRM工作站。

T-Factory NetLink的图形特性与服务器的图形特性类似。一个客户端可以同时连接到多个TRACE MODE 6服务器。 T-FACTORY 6 NetLink Light 的价格低于服务器，可降低MES、EAM和 HRM应用软件的成本。