VB_图书管理系统_毕业设计论文(精选8篇)
VB_图书管理系统_毕业设计论文 第1篇
毕业设计论文
图书管理系统
学生姓名:班级:学号:指导教师: 指导单位:
[摘要]
随着管理系统的不断发展,计算机在管理系统中起着举足轻重的作用。为了减轻人工操作管理图书的负担,提高图书管理工作的效率,本文利用Visual FoxPro6.0为开发工具开发了一个适用于高校的图书管理系统,该系统能完成不同级别人员的图书管理工作。并以ASP为开发工具建立了图书借阅信息的网络查询功能。
[Abstract]
Along with the development of management system,computer plays a very important role in management system.For reducing the burden of people’s operation and improving the efficiency of people’s management, this thesis makes use of the tool of Visual FoxPro6.0 to create a book management system, which can be used by people of all ranks.And this system links a powerful inquiring program through the Internet created by ASP.关键字:
Book management system图书管理系统
Date-base数据库
Table表
Menu菜单
Inquire查询
缩略语:
VFP 6.0Visual FoxPro 6.0
ASPActive Server Pages活动服务器主页
ODBCOpen Database Connectivity开放式数据库连接性HTMLHyper Text Markup Language超文件标记语言
I
VB_图书管理系统_毕业设计论文 第2篇
第四章 小结
该毕业设计制作一个适用于高校的图书管理系统,我采用Visual FoxPro 6.0为开发工具。并结合高校图书馆在藏书信息查询和借阅信息查询中遇到的问题和特点,以ASP为开发工具建立了图书借阅信息的网络查询功能。
做软件首先就是需求分析,是设计系统的重中之重,需求分析做不好,做出来的软件严重脱离实际,根本不可用。通过此次毕业设计让我深深体会到需求分析的重要性。
有了需求分析,就可进行第二步,系统的功能分析。通过需求分析,我们知道用户的具体要求,思考需要实现的功能。我个人体会这部分是模块设计和代码编写的的前提和基础,功能过于简单,不能满足需求,过于复杂,则增加了操作的复杂性,如何找到一个平衡点,这依赖于功能分析。
第三步则是对具体模块的设计:分析一个功能模块因该包含的功能,每一个功能的具体实现和代码的编写。代码编出来需要调试,没有错误之后,仍要考虑改进代码。
最后是系统的调试运行,先是对每一个模块的调试,然后是对整个系统的调试,在这部分,要特别注意各个模块之间的联系。
通过这次毕业设计,使我对Visual FoxPro 6.0和有了较为深入的了解,更重要的是加强了我在软件开发实践过程中的分析设计能力和实用编程技巧。同时让我意识到自己的欠缺,促使我在今后的工作中不断的给自己充电。
VB_图书管理系统_毕业设计论文 第3篇
管理信息系统综合了管理科学, 系统理论, 信息科学的边缘学科, 它依赖于管理科学和技术科学的发展。可以广泛的认为:管理信息系统是一个人和计算机组成的能进行信息收集、传输、加工和保存、维护和使用的系统[1]。管理信息系统具有数据的输入、传输、存储、处理、输出等基本功能。
二、应用系统开发工具
1. VB组件的体系结构
VB类可以粗略地分成两部分:一部分是组件类, 这些组件类通常以某种方式出现在组件面板上;另一部分是功能类, 这此功能类的对象通常出现在程序代码中。用VB开发数据库应用, 能和数据库挂钩的组件对象有5种, 它们是:Session (数据库会话) 、Database (数据库) 、Dataset (数据集) 、Data Source (数据源) 、Data control (数据控制组件) 。Microsoft公司用来访问ADO数据的应用程序界面技术是OLE DB。
2. Access语言在VB中的应用
2.1建立数据库
在Microsoft Access中建立一个数据库, 并设置密码, 再将数据库文件和VB中创建的工程文件放在同一目录下。
2.2连接加密的Access数据库
2.2.1使用控件
Data控件是Visual Basic中的一个内置数据控件, 可以通过设置Data控件的connect、Database Name、Record Source属性实现对数据库的连接和访问。Adodc控件是一个Active X控件, 它使用Microsoft Active X Data Objects (ADO) 创建到数据库的连接。
2.2.2使用数据对象
在VB集成开发环境中利用ADO数据对象类型库建立与数据库的连接:
3. 系统数据库的设计
在概念设计阶段中, 设计人员从用户的角度产生一个反映用户观点的概念模式, 然后再把概念模式转换成逻辑模式。利用ER方法进行数据库的概念设计, 可分成三步进行:首先设计局部ER模式, 然后把各局部ER模式综合成一个全局模式, 最后对全局ER模式进行优化, 得到最终的概念模式。局部和全局ER模式的设计:
实体和属性的定义:图书 (图书编号, 图书名称, 作者, 出版社, 出版日期, 备注, 价格, 数量) 借阅者 (借书证号, 姓名, 性别, 身份证, 联系电话, 密码) 身份 (身份编号, 身份描述, 最大借阅数) 图书类别 (图书类别编号, 类别描述) 。ER模型的“联系”用于刻画实体之间的关联, 若有联系, 进一步确定是1:N, M:N, 还是1:1等。所有局部ER模式都设计好了后, 接下来就是把它们综合成单一的全局概念结构。具体步骤为:1) 确定公共实体类型2) 局部ER模式的合并3) 消除冲突4) 全局ER模式的优化。
三、系统设计
1. 登陆界面
该窗体用于选择登陆的用户名, 输入密码, 程序识别管理员或者一般用户登录到系统界面。
2. 主界面设计
该窗体包含菜单栏, 工具栏, 状态栏, 图象列表, 能实现该系统的所有功能。是进入其他窗体的界面。
3. 基本信息界面
3.1图书信息窗体
该窗体在主窗体下部显示显示, 该版块主要实现对数据库中基本表Book Info的添加, 删除, 更新, 查询等操作。[2]并能看到表的所有信息。
3.2其它窗体
这些窗体主要实现对图书类别信息、出版社信息、班级信息、学生信息进行添加、删除、更新、查询操作, 借书处理、还书处理、查找窗体、数据备份等。
四、系统测试
进行系统测试主要有两种方法:静态测试和动态测试。本系统主要采用动态测试的方法, 使用以界面为基础的测试。[3]动态测试包括运行、解释和模拟。包括系统输入、输出数据的类型取值范围以及取值的概率分布等等。
摘要:图书管理系统用以方便图书的管理和综合应用, 为用户提供了充足的信息和快捷的查询手段。采用微软公司的VISUAL BASIC和ACESS开发工具, 利用其提供的各种面向对象的开发工具, 设计并实现简洁、方便的可行系统。
关键词:数据库,图书查询,图书管理,ACESS
参考文献
[1]李红等.管理信息系统开发与应用.电子工业出版社, 2003
[2]C.Jones.Assessment and Control of Software Risks.PrenticeHal PTR.2001.34~54
VB_图书管理系统_毕业设计论文 第4篇
致谢
在本次毕业设计中,我从指导老师身上学到了很多东西。她认真负责的工作态度,严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。她无论在理论上还是在实践中,都给与我很大的帮助,使我得到很大的提高,这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助,在此感谢她耐心的辅导。在撰写论文阶段,指导老师几次审阅我的论文,提出了许多宝贵意见,没有她的指导,我们就不能较好的完成课题设计的任务。
另外,我还要感谢在这几年来对我有所教导的老师,他们孜孜不倦的教诲不但让我学到了很多知识,而且让我掌握了学习的方法,更教会了我做人处事的道理,在此表示感谢。同时,在系统开发过程中还有同组的同学也给了我不少帮助,这里一并表示感谢。
VB_图书管理系统_毕业设计论文 第5篇
毕业论文(设计)
论文题目 消化系统疾病的诊治和高位截瘫患者的呼吸道护理
学 生 马珂 指导教师 专 业 护理学 层 次 大专 批 次 学 号 工作单位
日期:2012年11月1日
独 创 性 声 明
本人声明所呈交的毕业论文(设计)是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文(设计)中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在毕业论文(设计)中作了明确的说明并表示了谢意。
文中出现的1指的是消化系统、2指的是呼吸系统、给您带来的不便请原谅、学生签名:
马珂
时间:
2012
年月
1日
中 心 摘 要
1本文主要研究大型动物的消化系统疾病的诊治,首先通过对消化系统的组成以及各部分的生理特点认识出发,进而引出常见消化系统疾病,通过查找资料以及临床研究,对疾病的病性、发病机制和治疗原则有全面的了解,掌握消化系统疾病的病理生理学变化特点和变化,以及对消化系统疾病的一些防范措施,从多方面总结出消化系统疾病的一些诊治方法和注意要点。
2目的:评估高位截瘫患者的呼吸道护理对改善脊髓损伤患者的呼吸状况,预防和减少呼吸系统并发症的作用;探讨呼吸功能训练对改善高位截瘫患者肺功能的意义。
方法:对67例患者采取人工气道的建立、氧疗的护理、正确有效地排痰、抗感染的治疗、呼吸功能训练及出院后指导等护理措施。
结果:1例高位截瘫患者因呼吸衰竭死亡,余66例患者住院期间均未发生呼吸系统并发症,平均住院天数为16天。
结论:科学的呼吸道护理及早的呼吸功能训练,使病员呼吸状况明显好转,有效地预防和减少了呼吸系统的并发症,改善了病员的肺功能,提高了病员的生存率。
VB_图书管理系统_毕业设计论文 第6篇
1.当一个工程含有多个窗体时,其中的启动窗体是()。
窗体
最后一个添加的窗体 第一个添加的窗体
启动Visual Basic时建立的窗体
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 在“工程属性”对话框中指定的窗体 知识点:
2.在窗体上面画一个名称为Text1的文本框,然后编写如下的事件过程: Private Sub Text1_KeyPress(KeyAscii As Integer)
......End Sub
若焦点位于文本框中,则能够触发KeyPress事件的操作是()。
按下键盘上的某个键 双击文本框 鼠标滑过文本框 单击鼠标
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0
在“工程属性”对话框中指定的用户解答: 按下键盘上的某个键 知识点:
3.为了装入一个VB应用程序,应当()。
只装入窗体文件(.frm)只装入工程文件(.vbp)分别装入工程文件、窗体文件和标准模块文件 分别装入工程文件和标准模块文件(.bas)
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 只装入工程文件(.vbp)知识点:
4.为了在按下Esc键时执行某个命令按钮的事件过程,需要把该按钮的哪个属性设为True()。
Default Value Cancel Enabled
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: Cancel 知识点:
5.用菜单编辑器创建菜单时,如果要在菜单中添加一条分隔线,正确的操作是()。
在标题输入框中输入“-”(减号)在名称输入框中输入“-”(减号)在名称输入框中输入“_”(下划线)在标题输入框中输入“_”(下划线)
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 在标题输入框中输入“-”(减号)知识点:
6.在显示菜单时,菜单的哪个属性为True时将用灰色显示该菜单项标题()。
Visible Checked Caption Enabled
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: Enabled 知识点:
7.为了使标签框控件覆盖背景,应把BackStyle属性设置为()。
False True 1 0
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 1 知识点:
8.使文本框获得焦点的方法是()。
SetFocus GotFocus LostFocus Change
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: SetFocus 知识点:
9.在窗体上画两个文本框(Name属性分别为Text1和Text2)和一个命令按钮(Name属性为Command1),然后编写如下两个事件过程:
Private Sub Command1_Click()
a = Text1.Text+Text2.Text Print a
End Sub
Private Sub Form_Load()Text1.Text = “" Text2.Text = ”“
End Sub
程序运行后,在Text1和Text2中分别输入123和321,然后单击命令按钮,则输出结果为()。
444 321123 123321 132231
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 123321 知识点:
10.当拖动滚动条中的滚动块时,将触发滚动条的事件是()。
Scroll SetFocus Change Move
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: Scroll 知识点:
11.下面不是VB的数据类型的是()。
Currency Object Bool Single
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: Bool 知识点:
12.下面的数2.65358979335278E-06写成普通的十进制数是()。
0.***335278 0.***5278 0.***35278 0.***278
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 0.***35278 知识点:
13.下面的数1.2***69E+19写成普通的十进制数是()。
12***6900000 12***690000 12***6900 12***69000
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 12***6900000 知识点:
14.下列可作为VB的变量名的是()。
Abs AB∏
3*Delta PrintChar
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: PrintChar 知识点:
15.设a = 2,b = 3,c = 4,d = 5,下列表达式Not a <= c Or 4 * c = b ^ 2 And b <> a + c的值是()。
True 1 False-1
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: False 知识点:
16.语句Print 5 * 5 5 / 5的输出结果是()。25 5 0
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 25 知识点:
17.表达式4 + 5 6 * 7 / 8 Mod 9的值是()。7 6 4
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 5 知识点:
18.以下语句Print 3 + 4 5 * 6 / 7 Mod 8的输出结果是()。4 3 5
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答: 4 知识点:
19.语句Print Sgn(-6 ^ 2)+ Int(-6 ^ 2)+ Int(6 ^ 2)的输出结果是()。
-1 1-72-36
本题分值: 5.0 用户得分: 5.0 用户解答:-1 知识点:
20.以下语句的输出结果是()。
a = Sqr(3)
Print Format(a, ”$$####.###")
$1732 $$0001.732 $1.732 $$1.732
VB_图书管理系统_毕业设计论文 第7篇
近年来, 随着图书馆规模的不断扩大, 图书数量也相对地增加, 有关图书的各种信息也成倍增加, 面对这庞大的信息量, 需要一个智能化的, 高效率, 低成本的图书管理系统。另一方面, IT产业和Internet获得了飞速发展, 计算机应用渗透到了各个领域引起了信息管理革命, 实现了信息的自动化处理, 提高了处理的及时性和正确性。
本系统就是利用Visual Basic作为前端的应用开发工具, Access作为后台的数据库, 在数据处理、人机界面、系统维护等方面具有功能齐全、实用, 界面丰富生动, 维护简单等特点。实现了管理员、图书、读者的信息维护, 借、还书的管理, 图书信息和读者信息的管理。
本系统作为一个新型现代化图书馆信息管理系统, 所耗费的资源比较少, 单位内部的电脑与服务器无论是硬件还是软件都能够满足工作条件, 因此, 本系统在运行上是可行的。
一、系统设计
1.1系统开发工具。本系统的界面系统设计采用的是Visual Basic 6.0 (以下简称VB) , VB是数据库应用程序项目中的重要开发工具之一[1]。本系统的数据库系统设计采用的是Microsoft Office Access 2010, 它提供了创建数据库对象更为高级和易用的界面。VB本身便捷的开发方式, 高度的封装机制, 对数据库的方便操作以及对sql的强力支持, 完全符合本系统的开发需求。正确的理论指导和优秀的开发工具, 双重保证了我们这次开发的技术可行[2]。
1.2系统功能描述。本图书管理系统的主要功能有:系统权限的管理, 图书类别的管理, 入库图书的管理, 期刊类别的管理, 入库期刊的管理, 读者信息的管理, 借书信息的管理。相比较传统的繁复的图书管理系统, 新型现代化图书管理系统使用双层父—子菜单, 在结构上简洁明了, 易于上手, 优化了用户在多个菜单反复切换, 查找繁琐的缺陷。
系统功能模块图如图1所示。
1.3数据库设计。本系统的图书管理数据库主要是一个有关图书的属性信息及借阅信息和用户信息的管理数据库。用户的需求体现在各种信息的提供、保存、修改、查询等方面, 为了方便数据的管理和维护, 将各种信息数据按照相应类别分别保存在不同的数据表内。并且为了保证数据的统一性, 还将多个表中的同一数据关联起来, 做成数据库的关系设计。基于可维护性的考虑, 要坚持在系统中遵循统一的命名标准和约定[3]。
经调查和分析, 针对一般图书馆管理信息系统的需求和对系统流程图的分析, 在数据库中设计8个数据表, 分别为图书类别信息表 (book_type) 、图书信息表 (books) 、期刊类别信息表 (magazine_type) 、期刊信息表 (magazines) 、读者信息表 (readers) 、还书信息表 (return_info) 、借书信息表 (borrow_info) 、用户数据表 (user_Info) 。
为了数据库数据的统一性, 这些表之间设计必要的数据库关系。数据库总表如图2所示。
二、系统界面实现
系统界面不仅仅为用户和计算机提供构通的渠道, 而且也能动地提供充分发挥计算机功效的重要手段[4]。以往传统的图书借信息管理系统采用的大部分都是多窗体单独显示, 忽视了人文科学观念与思想。传统人机界面设计中常见的问题有如下几点:
部分常用菜单功能被置于较深的层次, 用户必须记忆繁琐菜单结构;菜单项、菜单层次过多, 每次用户要寻找较长时间;分散用户注意力, 形成大量视觉垃圾或信息垃圾, 引起视觉疲劳[5]。
然而基于VB的图书馆信息管理系统设计综合以上不足, 进行改进, 拥有以下优点:
采用双层数结构, 简洁明了, 易操作, 方便记忆菜单结构量, 使用户能快速上手;采用模块分层结构, 相似功能指令按钮均有统一操作界面, 符合用户的操作习惯和思维方式。
2.1系统主界面。主界面的菜单项以系统功能为依据, 采用双层模块化设计, 仅仅只有“系统管理”“图书管理”“期刊管理”“读者信息管理”“借还管理”“系统帮助”六大菜单, 简单明了, 方便记忆。
由于菜单项中大部分功能都是相似的, 而图书管理功能作为系统的主要管理功能之一, 具有代表性。以图书管理的设计为例说明, 图书管理模块的程序框图如图3、图4所示。
2.2图书类别窗体。图书类别管理师图书管理功能的一项主要功能, 主要是用来对图书管理数据库中的图书类别信息进行管理。
图书类别管理分为图书类别的查看、添加、修改以及删除[6]。为了方便管理其实现窗口都集成在一个统一的窗口中, 即图书类别窗体。该窗体包含的类别编号、类别名称以及备注等控件使管理员可以对于图书总类进行更加快捷、直观的操作, 方便管理员更加科学有效地管理图书类别。窗口界面如图5所示:
2.3图书管理窗体。在系统功能的描述中, 可以将图书管理功能分为两类:一类是图书类别管理, 通过图书类别窗口实现该功能;一类是图书信息管理, 通过图书管理窗体实现该功能。
图书信息管理包括图书的添加、修改、查看以及删除[7]。图书基本信息的直观的查看以及增加、删除等功能可以方便地在本窗体实现, 但是由于一般图书的属性信息很多, 很难在统一的窗口实现添加和修改的功能, 为了统一管理, 将图书的添加和修改功能设置为图书管理窗口的一个子窗口来实现图书管理窗体如图6所示:
2.4添加/修改/查看图书信息窗体。本窗体作为图书管理窗体的扩展子窗体, 主要就是为了实现图书的修改及添加功能, 同时还可以实现具体图书的信息查看功能[8]。因为窗体拥有图书编号、ISBN号、索书号、图书类别、图书名称、图书语种、图书价格、作者、译著、出版日期、出版社、备注等控件, 相比于图书管理窗体的查看功能, 本窗体的查看功能更详细、更全面。本窗体具体界面如图7所示:
2.5数据库管理功能的实现。这一部分主要是介绍如何在vb中操作数据库, 从而实现vb界面功能的实现。在vb中定义一个功能函数Transact SQL, 该函数以sql语句作为参数, 来实现对数据库的查询、修改、删除、添加以及更新等功能[9,10]。sql语句在vb中实质就是一串符合sql规则的字符串, 在这个功能函数中通过对这个字符串的处理来实现功能。
在Access 2010中建立一个名为tsgl.mdb的数据库。
三、总结
本设计通过对图书管理系统的需求分析、功能模块划分、数据库模式分析, 结合数据库管理系统、VB应用程序设计和数据库技术进行深入的学习, 设计了数据库结构和应用程序。
系统运行结果证明, 本文所设计的图书管理系统可以满足借阅者、图书馆管理员的需要, 在高校图书馆和大、中型书店中有着非常广阔的应用前景, 符合现代信息化的需求。
参考文献
[1]郭琦.Visual Basic数据库系统开发技术[M].北京:人民邮电出版社, 2003.12.
[2]Jeffrey P.Mc Manus.Database Access with Visual Basic 6[M].北京:机械工业出版社, 1999.10.
[3]Hector Garcia-Molina, Jeffrey D.Ullman, Jennifer Widom.Database System Implementation[M].北京:机械工业出版社, 2001.3.
[4]张云鹏.基于认知心理学知识的人机界面设计[J].计算机工程与应用, 2005 (30) :105-107.
[5]张卫国.人机界面及规范化人机界面设计方法[J].计算机工程, 1990 (4) :58-65.
[6]刘瑞新, 汪远征.Visual Basic程序设计教程[M].北京:机械工业出版社, 2000.
[7]刘彬彬, 安剑, 于平.Visual Basic项目开发实例自学手册[M].北京:人民邮电出版社, 2008.
[8]Julia Case Bradley, Anita C.Millspaugh.Advanced Programming Using Visual Basic 6.0[M].北京:清华大学出版社, 2003.
[9]白鹏.数据库编程[M].北京:科学出版社, 2003.
VB_图书管理系统_毕业设计论文 第8篇
工业控制系统和协同控制系统
当今的控制系统被广泛运用于许多领域。从单纯的工业控制系统到协同控制系统(CCS),控制系统不停变化,不断升级,现在则趋向于家庭控制系统,而它则是这两者的变种。被应用的控制系统的种类取决于技术要求。而且,实践表明,经济和社会因素也对此很重要。任何决定都有它的优缺点。工业控制要求可靠性,完整的文献记载和技术支持。经济因素使决定趋向于协同工具。能够亲自接触源码并可以更快速地解决问题是家庭控制系统的要求。多年的操作经验表明哪个解决方法是最主要的不重要,重要的是哪个可行。由于异类系统的存在,针对不同协议的支持也是至关重要的。本文介绍工业控制系统,PlC controlled turn key系统,和CCS工具,以及它们之间的操作。引言:
80年代早期,随着为HERA(Hadron-Elektron-Ring-Anlage)加速器安装低温控制系统,德国电子同步加速器研究所普遍开始研究过程控制。这项新技术是必需的,因为但是现有的硬件没有能力来处理标准过程控制信号,如4至20毫安的电流输入和输出信号。而且软件无法在0.1秒的稳定重复率下运行PID控制回路。此外,在实现对复杂的低温冷藏系统的开闭过程中,频率项目显得尤为重要。
有必要增加接口解决总线问题并增加运算能力,以便于低温控制。因为已安装的D / 3系统[1] 只提供了与多总线板串行连接,以实现DMA与VME的连接并用其模拟多总线板的功能。温度转换器的计算功能来自一个摩托罗拉MVME 167 CPU和总线适配器,以及一个MVME 162 CPU。其操作系统是VxWorks,而应用程序是EPICS。
由于对它的应用相当成功,其还被运用于正在寻找一个通用的解决方案以监督他们的分布式PLC的公共事业管理。
德国电子同步加速器研究所对过程管理系统的筛选
集散控制系统(D/ 3):
市场调查表明:来自GSE的D / 3系统被HERA低温冷藏工厂选中。因为集散控制系统(D/ 3)的特性,所以这决定很不错。在展示端和I / O端扩展此系统的可能将有助于解决日益增加的
HERA试验控制的要求。制约系统的大小的因素不是I / O的总数,通信网络的畅通与否。而通信网络的畅通与否取决于不存档的数据总量,不取决于报警系统中配置的数据。
拥有DCS特点(Cube)的SCADA系统:
相对于Y2K问题促使我们寻找一个升级版或者代替版来代替现有的系统而言,以上提到的D / 3系统有一些硬编码的限制。由于急需给Orsi公司提供他们的产品,Cube开始起作用了[2]。该项目包括安装功能的完全更换。这包括D / 3,以及德国电子同步加速器研究所的集成总线SEDAC和VME的温度转换器。该项目很有前景。但是因为HERA试验原定时间是有限制的,所以技术问题和组织问题也迫使计划提前。在供应商网站上的最后验收测试又出现了戏剧性的性能问题。有两个因素引起了这些问题。第一个跟低估在1赫兹运行的6级温度转换
器的CPU负荷有关。第二个由现有D / 3系统复杂的功能造成的额外负荷引起的。每个数字和模拟输入和输出通道在D / 3系统里的自身报警限值也被低估了。所有的附加功能都必须添加进去。最后,所有网络负载的报警限值,尤其是SCADA系统,也促使网络生成了限制。
最后,与Orsi公司的合同被取消了。升级的D / 3系统是唯一可能的解决办法。在2003年3月,此系统最后被付诸实践。
现在,相比“纯粹”SCADA系统的异质环境,Cube有同质配置环境的优势。SCADA(PVSS-Ⅱ):
在HERA加速器上的H1实验中,实验人员为升级他们的低速控制系统,决定使用PVSS-Ⅱ。现有的系统是由H1合作组的几名成员开发的,而现在却难以维持了。在CERN由联合控制项目[4]进行的广泛调查促使他们做出使用PVSS作为代替品的决定。PVSS是一个“纯粹”的监控和数据采集系统(SCADA系统)。其核心元素叫做事件管理器。它收集的数据主要是由I/ O设备提供。它还提供附加的管理服务,如:控制经理,数据库管理,用户界面,API经理以及在建的HTTP服务器。该PVSS脚本库允许执行复杂的序列以及复杂的图形。相比其他SCADA系统PVSS带有一个基本特点:它提供了API给设备的数据。
SCADA系统的一个主要缺点是其中的两个数据库,一个为PLC’s服务,另一个为SCADA系统服务,这两个数据库必须维持。集成环境将努力克服这个限制。EPICS:
在德国电子同步加速器研究所,EPICS从问题解决系统演化成了全集成控制系统。从成为低温控制系统的数据收集器和数量控制器,EPICS成为了德国电子同步加速器研究所公用事业集团使用的核心系统。此外,通过 Industry Pack(IP)模块的手段,它还能运用于通过VME板卡的任何数据。EPICS通过其完整的功能,运用于没有由D / 3系统控制的低温冷藏系统。所有大约50个输入输出控制器运作大约25000业务处理记录。作为一个SCADA系统的EPICS:
该公共事业组(水,电,压缩空气,加热和调温)使用各种散布在整个德国电子同步加速器研究所网站上的PLC。IOC向客户提供接口并采集数据。此外,如通道归档和图形显示(dm2k)会被使用。默认名决议和目录服务器(域名服务器)用于连接 在TCP客户端和服务器应用程序。所有这些都是基本的SCADA功能。所有的配置文件(图形工具,报警处理程序和归档)提供了一种灵活的配置方案。德国电子同步加速器研究所公用事业集团已制定了一套工具来创建IOC数据库和配置文件。这样,控制组提供的服务保持EPICS工具,而用户可以精力集中在被控制的设备上了。作为一个DCS系统的EPICS:
作为SCADA系统的基本组成部分,EPICS还提供完整的输入输出控制器(IOC)。IOC提供所有功能DCS系统要求,如:实施每个记录的标准的属性;执行每个记录时的报警检查过程;控制记录,如PID。灵活的命名方案,默认的显示和每个记录的报警属性缓和了运作工具和IOC之间的连接。灵活的数据采集模式,支持调查模式以及发布订阅模式。后者大大降低了信息拥堵的情况。PLC’s:
PLC’s同样提供丰富的功能,因为以前它是独一无二的控制系统。此外,定期执行一个确定功能的基本特征也让他们通过以太网通信,包括内置的HTTP
服务器和不同集合的通讯方案。除了通信处理器,显示器能和PLC’s连接。智能I / O:
I / O设备上的新发展允许在更小的群体中集群I / O并把这些集群I / O渠道链接到控制系统。PLC’s对于分布式I / O已不再重要。PLC’s和智能I / O子系统的差别正在消失。
功能
持续不断的问题,如为什么控制系统的加速器和其他高度专业化的设备联合协同发展。但是,在极少数情况下,只通过商业的立场时难以回答的。在这里,我们试图总结不同控制方法的基本功能。
前端控制器:
对控制系统的核心要素之一,是前端控制器。PLC’s可用于实施控制功能的设备。它的缺点就是复杂,难以达到控制属性。例如确定通信协议和最后在显示、报警和归档方案,一个控件的所有属性像P,I和D参数,还有报警限制及其他附加的属性必须得到解决。另外,这些嵌入式属性修改是很难寻觅,因为其中涉及两个或两个以上轨道系统这可能是一个有力的论据是,为什么控制回路主要实施在IOC层面,而不是PLC’s层面。
I / O和控制回路
复杂的控制算法和控制回路和域名DCS控制系统一样。对显示和控件的属性的支持是必不可少的。
频率/国家计划
在控制系统中,频率程序可以运行任何处理器。运行时环境取决于相关代码。控制系统程序直接履行运行前端处理器的监控。为复杂的启动和关闭处理程序设立的频率程序也可以运行工作站。国家机器的基本功能在IEC 61131中得到了落实。编码发电机可以产生C代码。
硬件支持
对现场总线和起源于I / O的Ethernet的支持是为SCADA系统服务的一个基本功能。所有SCADA系统在市场商业运作中是可行的。配置特定驱动器和数据转换器的集成硬件在商业环境中是一个难点。开放API或脚本支持有时有助于整合用户的硬件。如果不向控制系统提供这些工具,就很难整合客户硬件。新的工业标准,如OPC,和OPC设施联系,还和控制系统之间互相联系。这种功能的基本条件是强调操作系统。在这种情况下,OPC更趋向于微软的DCOM标准。基于控制系统的UNIX很难互相连接。只有支持多平台的控制系统可以在异构环境中发挥主要作用。
由于为客户或专业硬件的支持有限,所以新的控制系统有理由得到发展。显示和操作
除了前后系统,操作接口在控制系统的兼容过程中有重要的作用。因为个人呢工具由不同的团队开发,所以协作实现的工具包可能变动。
1图形
天气显示是任何控制系统的广告招牌。商业天气显示也有着丰富的功能
和许多特色。开始使用所有这些特征,所有这些功能的使用人会发现,所有个别属性的图形对象要分别指定。一个输入通道不只由物业的价值决定的,而且更由包括像展出范围和报警值决定的。一再分辨所有性能可能是个非常乏味的工作。有些系统产生图形原型对象。这些原型图形或模板很复杂,但需要一个专家来生产。
DCS或自定义天气显示程序使用常见的I / O点属性集。这个预定义的命名方案填写标准的属性值,因此只需要进入记录,或设备名称进入配置工具。报警系统
警报可以很好的区分不同的控制系统架构。实现I / O对象的这些系统在前后端电脑提供警报检查。只能读懂I / O点的系统在I / O处理过程中添加了警报检查。I / O对象途径在前后端系统的本土项目语言安插了警报检测。,I / O点导向系统通常要在他们的脚文本语言中实现这种功能。这是通常效率较低且容易出错,因为所有属性必须被单独配置,这导致了一系列特性。不仅为每个I / O点的错误状态结束是个人的I / O点,但报警限值和每个报警的轻重,应当限制定义为I / O点,如果它希望能够改变运行值。
这种影响在SCADA和DCS系统之间也形成了影响。SCADA系统本就读不懂报警系统。DCS系统的优势在于管理人员既可以登记警报状态,从而提前得到信息,控制蔓延到在控制系统周围的变化。后一种情况是唯一可能的系统。趋势和归档
趋势已成为控制系统架构中的一个重要的业务。趋势是必要的跟踪误差条件。实现的数据存储有能力储存完整控制目标,大部分的趋势工具标量数据存档。附加特性如条件趋向或相关情节在个人实施起了影响。
4编程接口
关于开放编程接口,PLC’s和DCS系统有相同策略。他们运行可靠,因为他们没有办法整合 可定制的合作去干涉内部处理。因此,客户定制精品,这个极其昂贵的。
由于SCADA系统必须能够 与多种I / O子系统连接已经在API上建立了I / O子系统以整合 自定义功能。
协作系统尤其需要一定的开放性以实现各种发展组织的要求。所有级别的编程接口,例如前后端I / O,前后端处理过程和网络等,是强制性的。
5冗余
如果冗余是指管理所有国家,I / O所有值无缝道岔当前正在运行,它是一个域,只有少数集散系统。自定义或CCS实施不提供这种功能。也许是因为巨大努力和事实,它是只需要在罕见的事例。此外,处理器冗余,或多余的网络,或I / O子系统是为一定的商业集散控制系统指定的。
先进的安全要求是由多余的PLC子系统覆盖。这些安装在(核)电厂。个人保护系统(PPS)的要求有时候会由冗余的PLC’s来满足。在过程控制中,冗余的PLC’s只在少数情况下使用。
6命名空间
在供应链系统中,SCADA系统的单位名称空间形容成警报部分。有些SCADA系统(如PVSS – II)提供在少数情况下的控制对象或结构化数据。这些对象由一系列特性(包括I / O点)和一套方法(宏或函数)组成。这些途径的其一是UniNified工业控制系统(UNICOS)在欧洲核子研究中心[5]。
DCS系统和大多数习惯性/协作系统是有记录的,或是设备为主。不同之处是,通常一个记录被连接到一个单一I / O点,提供这样的执行记录,如个人工程单元,显示和警报限值。设备为本的方法允许连接几个I / O点。而(EPICS的)记录只服务于一组特定的内置功能。
命名等级不特定于实施类型。它们可用于一些系统。分层命名方案是肯定可取的。
实施策略
表现完各种可能的控制方法后,该是查看控制系统的完成情况了。
从I / O级开始,他们必须决定是否需要商业解决。特殊的I / O不总是需要定制解决方案。信号可以被转换成标准的信号,但是这并不适用于所有的信号。信号水平可能需要定制的发展,这必须纳入整体控制架构。信号不能被连接到标准I / O接口,也许有可能发展的I / O控制器的
允许实施现场总线接口,这能够整合商业控制系统。整合水平是不可能定制前端控制器,如VME,开始发挥作用了。
Turn Key 系统:
在工业中,有个明显的趋势就是产生了Turn Key 系统。它允许对整个系统进行模块化设计。个别元件分包给几个公司进行本地测试。一旦交付施工现场,验收测试就已经过去了,第二个阶段,整合融入全球控制系统的子系统开始。虽然控制回路的详细规格等,是现在子系统合同的一部分。客户必须明确多少信息子系统可以被使用。
大多数Turn Key系统与PLC一起交付使用。瑞士光源(SLS)的建立过程已显示,这也是基于I/ O系统运行的VME运行 CCS的,这样才可以成功启用[6]。
基于系统的PLC:
基于系统的PLC是Turn Key系统成果。下一个明显的方法看起来可能是除了商业PLC,就是商业SCADA系统。优势就是明显和PLC一样:没有稳定的软编程器,仅有配置,支持和良好的文件系统。在德国电子同步加速器研究所,我们成功地建立了控制组和公共事业组之间的关系。尽管是EPICS编码,但其最大的优势就是能调整双方的特殊要求。
工业解决方案:
一旦工业开始支持协作控制系统,CCS的解决方案和商业之间的差异将渐渐变小。在KEK,公司签订合同为KEK-B升级提供程序员。这些程序员进行了书面驱动程序和应用程序代码的EPICS培训。因此,KEK-B控制系统是工业用和民用升级软件的混合体。这是CCS实施中工业参与的另一个例子。
成本:
自从个人电脑出现后,“一台个人电脑的总成本是多少?”这样的问题一直使人忙碌。所有的答案不尽相同的极端。现在的问题什么是一个控制系统的TCO可能作出类似的结果。如果你进入商业领域,你要支付的初始证照费用,而通常这是由供应商或分包商支付的,你付钱进行的软件支持,可能或可能不会包括你更新证照的费用。
如果你去寻求合作方式,你可能与公司签合同或完成一切。而“时间与金钱说”在工业中同样成立。你亲自完成可能更自由灵活,但是有点难度。你 可以依靠合作,以提供新的功能和版本,或者你可以为自己作出贡献。主要的区别就是要为控制系统计入长期成本。
德国电子同步加速器研究所粗略估计,控制应用程序,如支持商业模式的D / 3,和支持协作模式的EPICS几乎是相同的。在该软件支持和升级证照的费用,相当于1.5倍的FTE’s。FTE’s是关于人力资源的内容,对于支持新的硬件和升级EPICS是必要的。
结论
根据控制项目不同的规模和要求,整合的商业解决方案和基于协作应用程序的解决方案在百分之零到一百都有可能。这适用于长远的技术支持。在安全问题上的特殊需要或人力资源的缺乏可能会扩大商机。接口专业硬件,掌控在手的谈判或商业解决方案的初始成本有可能促使大规模的合作。只要如EPICS的协作途径,保持最新并运行如商业方案一样稳定和强劲,它们就能在互补共生的控制世界中占有一席之地。
INDUSTRIAL AND COLLABORATIVE CONTROL SYSTEMS
-A COMPLEMENTARY SYMBIOSIS –
Looking at today‟s control system one can find a wide variety of implementations.From pure industrial to collaborative control system(CCS)tool kits to home grown systems and any variation in-between.Decisions on the type of implementation should be driven by technical arguments Reality shows that financial and sociological reasons form the complete picture.Any decision has it‟s advantages and it‟s drawbacks.Reliability, good documentation and support are arguments for industrial controls.Financial arguments drive decisions towards collaborative tools.Keeping the hands on the source code and being able to solve problems on your own and faster than industry are the argument for home grown solutions or open source solutions.The experience of many years of operations shows that which solution is the primary one does not matter, there are always areas where at least part of the other implementations exist.As a result heterogeneous systems have to be maintained.The support for different protocols is essential.This paper describes our experience with industrial control systems, PLC controlled turn key systems, the CCS tool kit EPICS and the operability between all of them.-
INTRODUCTION
th Process controls in general started at DESY in the early 80with the installation of the cryogenic control system for the accelerator HERA(Hadron-Elektron-Ring-Anlage).A new technology was necessary because the existing hardware was not capable to handle standard process controls signals like 4 to 20mA input and output signals and the software was not designed to run PID control loops at a stable repetition rate of 0.1 seconds.In addition sequence programs were necessary to implement startup and shutdown procedures for the complex cryogenic processes like cold boxes and compete compressor streets.Soon it was necessary to add interfaces to field buses and to add computing power to cryogenic controls.Since the installed D/3 system[1] only provided an documented serial connection on a multibus board, the decision was made to implement a DMA connection to VME and to emulate the multibus board‟s functionality.The necessary computing power for temperature conversions came from a Motorola MVME 167 CPU and the field bus adapter to the in house SEDAC field bus was running on an additional MVME 162.The operating system was VxWorks and the application was the EPICS toolkit.Since this implementation was successful it was also implemented for the utility controls which were looking for a generic solution to supervise their distributed PLC‟s.A SELECTION OF PROCESS CONTROL SYSTEMS AT DESY
DCS(D/3)
As a result of a market survey the D/3 system from GSE was selected for the HERA cryogenic plant.The decision was fortunate because of the DCS character of the D/3.The possibility to expand the system on the display-and on the I/O side helped to solve the increasing control demands for HERA.The limiting factor for the size of the system is not the total number of I/O but the traffic on the communication network.This traffic is determined by the total amount of archived data not by the data configured in the alarm system.The technical background of this limitation is the fact that archived data are polled from the display servers whereas the alarms are pushed to configured destinations like alarm-files,(printer)queues or displays.SCADA Systems with DCS Features(Cube)
The fact that the D/3 system mentioned above had some hard coded limitations with respect to the Y2K problem was forcing us to look for an upgrade or a replacement of the existing system.As a result of a call for tender the company Orsi with their product Cube came into play [2].The project included a complete replacement of the installed functionality.This included the D/3 as well as the integration of the DESY field bus SEDAC and the temperature conversion in VME.The project started promising.But soon technical and organizational problems were pushing the schedule to it‟s limits which were determined by the HERA shutdown scheduled at that time.The final acceptance test at the vendors site showed dramatic performance problems.Two factors could be identified as the cause of these problems.The first one was related to the under estimated CPU th load of the 6grade polynomial temperature conversion running at 1 Hz.The second one was the additional CPU load caused by the complex functionality of the existing D/3 system.Here it was underestimated that each digital and analog input and output channel had it‟s own alarm limits in the D/3 system.In a SCADA like system as Cube the base functionality of a channel is to read the value and make it available to the system.Any additional functionality must be added.Last not least the load on the network for polling all the alarm limits – typically for a SCADA system – was also driving the network to it‟s limits.Finally the contract with Orsi was cancelled and an upgrade of the D/3 system was the only possible solution.It was finally carried out in march 2003.In any case it should be mentioned that the Cube approach had the advantage of a homogeneous configuration environment(for the Cube front end controllers)– compared with heterogeneous environments for „pure‟ SCADA systems.SCADA(PVSS-II)The H1 experiment at the HERA accelerator decided to use PVSS-II for an upgrade of their slow control systems[3].The existing systems were developed by several members of the H1 collaboration and were difficult to maintain.The
decision to use PVSS as a replacement was driven by the results of an extensive survey carried out at CERN by the Joint Controls Project [4].PVSS is a „pure‟ Supervisory And Data Acquisition System(SCADA).It provides a set of drivers for several field buses and generic socket libraries to implement communication over TCP/IP.The core element is the so called event manager.It collects the data(mostly by polling)from the I/O devices and provides an event service to the attached management services like: control manager, database manager, user interface, API manager and the built in HTTP server.The PVSS scripting library allows to implement complex sequences as well as complex graphics.Compared with other SCADA systems PVSS comes with one basic feature: it provides a true object oriented API to the device‟s data.One major disadvantage of SCADA systems is the fact that two databases, the one for the PLC and the one for the SCADA system must be maintained.Integrated environments try to overcome this restriction.EPICS
EPICS has emerged at DESY from a problem solver to a fully integrated control system.Starting from the data collector and number cruncher for the cryogenic control system, EPICS made it‟s way to become the core application for the DESY utility group.In addition it is used wherever data is available through VME boards or by means of Industry Pack(IP)modules.For those cryogenic systems which are not controlled by the D/3 system EPICS is used with it‟s complete functionality.In total about 50 Input Output Controller(IOC)are operational processing about 25 thousand records.1 EPICS as a SCADA System
The utility group(water, electrical power, compressed air, heating and air conditioning)is using a variety of PLC‟s spread out over the whole DESY site.EPICS is used to collect the data from these PLC‟s over Profibus(FMS and DP)and over Ethernet(Siemens H1 and TCP).The IOC‟s provide the interfaces to the buses and collect the data.The built in alarm checking of the EPICS records is used to store and forward alarm states to the alarm handler(alh)of the EPICS toolkit.In addition tools like the channel archiver and the graphic display(dm2k)are used.The default name resolution(by UDP broadcast)and the directory server(name server)are used to connect client and server applications over TCP.All of these are basically SCADA functions.The textual representation of all configuration files(for the IOC, the graphic tool, the alarm handler and the archiver)provides a flexible configuration scheme.At DESY the utility group has developed a set of tools to create IOC databases and alarm configuration files from Oracle.This way the controls group provides the service to maintain the EPICS tools and the IOC‟s while the users can concentrate on the equipment being controlled.EPICS as a DCS System
Besides the basic components of a SCADA system EPICS also provides a full flavoured Input Output Controller(IOC).The IOC provides all of the function a DCS system requires, such as: a standard set of properties implemented in each record, built in alarm checking processed during the execution of each record;control records like PID etc.;configuration tools for the processing engine.The flexible naming scheme and the default display and alarm properties for each record ease the connection between the operator tools and the IOC‟s.The flexible data acquisition supports the poll mode as well as the publish subscribe mode.The latter reduces the traffic drastically.PLC‟s
PLC‟s provide nowadays the same rich functionality as it was known from stand alone control systems in the past.Besides the basic features like the periodic execution of a defined set of functions they also allow extensive communication over Ethernet including embedded http servers and different sets of communication programs.Besides the communication processors, display processors can be linked to PLC‟s to provide local displays which can be comprised as touch panels for operator intervention and value settings.These kind of PLC‟s are attractive for turn key systems which are commissioned at the vendors site and later integrated into the customers control system.Intelligent I/O
New developments in I/O devices allow to „cluster‟ I/O in even smaller groups and connect theses clustered I/O channels directly to the control system.PLC‟s are not any more necessary for distributed I/O.Simple communication processors for any kind of field buses or for Ethernet allow an easy integration into the existing controls infrastructure.Little local engines can run IEC 61131 programs.The differences between PLC‟s and intelligent I/O subsystems fade away.FUNCTIONALITY
The ever lasting question why control systems for accelerators and other highly specialized equipment are often home grown or at least developed in a collaboration but only in rare cases commercial shall not be answered here.We try to summarize here basic functionalities of different controls approaches.Front-end Controller
One of the core elements of a control system is the front-end controller.PLC‟s can be used to implement most of the functions to control the equipment.The disadvantage is the complicated access to the controls properties.For instance all of the properties of a control loop like the P, I and D parameter, but also the alarm limits and other additional properties must be addressed individually in order to identify them in the communication protocol and last not least in the display-, alarm-and archive programs.In addition any kind of modifications of these
embedded properties is difficult to track because two or more systems are involved.This might be one strong argument why control loops are mainly implemented on the IOC level rather than PLC‟s.1 I/O and Control Loops
Complex control algorithms and control loops are the domain of DCS alike control systems.The support for sets of predefined display and controls properties is essential.If not already available(like in DCS systems)such sets of generic properties are typically specified throughout a complete control system(see namespaces).2 Sequence/ State programs
Sequence programs can run on any processor in a control system.The runtime environment depends on the relevance of the code for the control system.Programs fulfilling watchdog functions have to run on the front-end processor directly.Sequence programs for complicated startup and shutdown procedures could be run on a workstation as well.The basic functionality of a state machine can be even implemented in IEC 61131.Code generators can produce „C‟ code which can be compiled for the runtime environment.3 Supported Hardware
The support for field buses and Ethernet based I/O is a basic functionality for SCADA type systems it is commercially available from any SCADA system on the market.The integration of specific hardware with specific drivers and data conversion is the hard part in a commercial environment.Open API‟s or scripting support sometimes help to integrate custom hardware.If these tools are not provided for the control system it is difficult – if not impossiblewhich are extremely expensive – or forget about it and use the system as a black box.Since SCADA systems by definition must be able to communicate with a variety of I/O subsystems they already have some built in API‟s which allow to integrate custom functionality.Specially collaborative systems need a certain openness to fulfill all the requirements from various development groups.Programming interfaces on all levels like font-end I/O, front-end processing, networking etc.are mandatory.A clear advantage for this type of system.Redundancy
If redundancy means the seamless switch which takes over all the states and all the values of the I/O and all states of all programs currently running, it is a domain of only a few DCS systems.Custom or CCS implementation do not provide this kind of functionality.Maybe because of the immense effort and the fact that it is only required in rare cases.Besides processor redundancy, redundant networks or I/O subsystems are available for certain commercial DCS systems.Again – a domain which is not covered by SCADA or CCS implementations.Advanced safety requirements may be covered by redundant PLC subsystems.These are for instance installed in(nuclear)power plants.Requirements for Personal Protection Systems(PPS)can sometimes only be fulfilled by redundant PLC‟s.In process controls redundant PLC‟s are only used in rare cases.6 Namespace
The flat namespace of SCADA systems has already been described in the alarm section.Some SCADA systems(like PVSS-II)provide the notion of control objects or structured data which is a rare case.In all other cases so called field objects must be specified.These are objects which consist of a list of properties(implemented as I/O points)and a set of methods(implemented asmacros or function calls).One of these approaches is the UniNified Industrial COntrol System(UNICOS)at CERN [5].DCS systems and most of the custom/ collaborative systems are record – or device oriented.The difference being that typically one record is connected to a
single I/O point and provides this way all sub features of a record implementation like individual engineering units, display-and alarm limits.The device oriented approach allows to connect several I/O points.The major difference being the fact that an object oriented device implementation provides methods and states for a device while(EPICS)records only serve a certain set of built in functions.Naming hierarchies are not specific to a type of implementation.They are available for some systems of any kind.For sure hierarchical naming schemes are desirable.IMPLEMENTATION STRATEGIES
After having shown all the possible controls approaches it is time to have a look at the implementation of control systems.Starting from the I/O level one has to decide whether commercial solution are required, feasible or wanted.Special I/O does not always require custom solution for the font-end controller.Signals can be converted into standard signals but this does not apply for all kinds of signals.Resolution, repetition rates and signal levels might require custom developments which must be integrated into the overall control architecture.Even if the signals can not be connected to standard I/O interfaces it might be possible to develop I/O controllers which implement a field bus interface which allow the integration with commercial control systems.Once this level of integration is not possible custom front-end controllers like VME crates come into play.Besides the decision whether special I/O requires dedicated custom solutions one has to decide who will do which part of the work? Does for instance the necessity of VME crates prohibit the delivery of a „turn key‟ system built by industry? Or does a PLC based front-end system require a commercial SCADA system for high level controls? Turn Key Systems
It is a clear trend in industry to deliver turn key systems.It allows a modular design of the whole system.Individual components can be subcontracted to several companies and tested locally.Once delivered to the construction site the primary acceptance tests have already been passed and the second phase, to integrate the subsystem into the global control system begins.While the detailed specification of control loops etc.is now part of the subsystems contract, the customer has to specify clearly how much information of the subsystem must be made available, what the data structures will look like and which connection(field bus/ Ethernet)will be used.Most turn key systems are delivered with PLC‟s.The construction of the Swiss Light Source(SLS)has shown that also a VME based I/O system running a CCS – in this case EPICS – can be successfully commissioned [6].PLC Based Systems
PLC based systems are a consequence of the turn key ansatz.The next obvious approach might be to look besides commercial PLC‟s also for commercial SCADA systems.The advantage is clearly the same like for the PLC: stable software, no programming – only configuration, support and good documentation.At DESY we have successfully established a relation between the controls group which provides a CCS service based on EPICS and the utility group which uses the EPICS configuration tools to set up their control environment.The big advantage though being that the EPICS code can be adjusted to the special requirements from both sides.Industrial Solutions
The difference between CCS solutions and commercial solutions is fading away as soon as industry starts to deliver and support collaborative control systems.At KEK a company was contracted to supply programmers for the KEK-B upgrade.These programmers were trained in writing drivers and application code for EPICS.As a result the KEK-B control system is a mixture of software developed partly by industry and partly in house.This is another example for an industrial involvement for a CCS implementation.COST
The question: “Was is the total cost of ownership(TCO)of a PC?” has kept people busy since PC‟s exist.The answers vary to all extremes.The question what is the TCO of a control system might give similar results.If you go commercial you have to pay for the initial licenses the implementation which is typically carried out by the supplier or by a subcontractor, and you pay for the on going software support which might or might not include the update license fee.If you go for a collaborative approach, you might contract a company or implement everything on your own.A question of „time and money‟ as industry says.You will have more freedom and flexibility for your implementations but also a steeper learning curve.You can rely on the collaboration to provide new features and versions or you can contribute yourself.A major difference calculating the long term costs for a control system.At DESY one can roughly estimate that the(controls application)-support for a commercial approach – here D/3is nearly the same.The software support and upgrade license fee is equivalent to one and a half FTE‟s – which is about the manpower necessary to support new hardware and to upgrade EPICS.CONCLUSIONS
Depending on the size and the requirements for a controls project the combination of commercial solutions and solutions based on a collaborative approach is possible in any rate between 0 and 100 percent.This applies for all levels from implementation to
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