Тема. Разработка программного обеспечения АСУТП

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Существует много инструментальных средств разработки программного обеспечения АСУТП. В данном курсе изучается один из них Trace Mode. Это программный пакет для разработки программного обеспечения АСУТП. Объектами автоматизации могут быть как небольшие технологические установки (10-15 контролируемых параметров), так и крупные объекты, распределенные по большой территории.

В составTrace Mode входит справочная система Help. Её раздел Быстрый старт включает семь уроков, которые позволяют быстро обучиться работать в пакете.

В 7 семестре выполняются Уроки 1, 2, 3, 4

1. Основные определения и понятия TRACE MODE

Узел – любое устройство, в котором запущено программное обеспечение Trace Mode.

Это может быть контроллер, операторская или архивная станция. Узлы могут быть связаны между собой по локальной сети, по последовательным интерфейсам, по коммутируемым линиям или по радиоканалу. Применяются два термина:

· текущий узел – это узел, рассматриваемый в данный момент;

· удаленный узел – тот, с которым обменивается информацией текущий узел.

Проект – это совокупность всех математических и графических компонентов программного обеспечения операторских станций и контроллеров одной АСУТП, объединенных информационными связями и единой системой архивирования.

Структура проекта сохраняется в файле конфигурации проекта. Он имеет расширение ctm и записывается в директорию Trace Mode. Все компоненты проекта хранятся в отдельных файлах в поддиректории с тем же именем, что у файла конфигурации проекта.

Проект размещается на каждом узле, при этом наименование поддиректорий его размещения на разных узлах должно быть одним и тем же.

Канал – это информационная структура, состоящая из набора переменных и процедур, имеющая имя и настройки (реквизиты, атрибуты).

Данные с внешних устройств записываются в каналы. Данные из каналов посылаются на внешние устройства, отображаются на экране монитора, записываются в архивы и отчеты. В каналах осуществляется преобразование данных.

При разработке проекта автоматизации необходимо создать и настроить каналы обмена данными между узлами или внутри узла.

База каналов – этобаза данных реального времени, которая создается для каждого узла проекта.

Основным элементом базы является канал. Каналы одной базы могут группироваться по заданным признакам или произвольно, создавая таким образом иерархические структуры..

Объекты - это группа каналов, которой приписан набор определенных атрибутов.

В базе каналов обязательно присутствует объект база. В него автоматически добавляются все каналы проекта.

Автопостроение - это автоматическое создание баз данных и настройка каналов узлов проекта: контроллеров, операторских станций, ОРС серверов.

Этот механизм автоматически запускается для узлов класса Большой и Гигантский при первом входе в редактирование их баз каналов.

Сеть M-Link

Встроенный сетевой протокол, на базе которого можно создавать сетевые комплексы до 128 узлов (контроллеров и операторских станций). Для связи двух узлов используются последовательные порты, которые реализуют протокол физического уровня.

В сети M-Link используется широко распространенный метод доступа: Master – Slave (или Host– Slave или Ведущий-ведомый). Узел со статусом Master (Host) является активным. Он посылает команды управления и запросы на передачу информации. Узел со статусом Slave принимает посланные ему команды и передает запрошенные данные.

Структура TRACE MODE

Инструментальная система

Инструментальная система включает в себя три редактора (рис.1.)

Редактор базы каналов

Здесь осуществляется:

· конфигурация всех узлов: рабочих станций, контроллеров и устройств связи с объектом (УСО),

· описываются входные и выходные сигналы устройств (сбора данных и управления)

· настраиваются законы первичной обработки данных,

· создаются программы контроля и управления на языках FBD и IL (метапрограммы).

· настраивается архивирование технологических параметров и сетевой обмен.

Результатом работы в этом редакторе является файл конфигурации всего проекта, файлы конфигурации узлов, а также набор баз каналов.

Файл конфигурации проекта имеет расширение ctm и сохраняется в рабочей директории системы разработки. Для хранения всех остальных файлов проекта в рабочей директории создается каталог, имя которого совпадает с именем файла конфигурации. При этом базы каналов сохраняются в файлах с расширениями dbb.

Редактор представления данных

Здесь разрабатывается графическая часть проекта системы управления. Технология аналогична используемой в VisualBasic, LabView.

Кроме стандартных форм отображения Trace Mode позволяет вставлять в проекты графические формы, разработанные пользователями. Для этого можно использовать стандартный механизм Active-X.

Все формы отображения информации, управления и анимационные эффекты связываются с информационной структурой, разработанной в редакторе базы каналов.

Графические базы узлов проекта сохраняются в файлах с расширением dbg. Они помещаются в каталог рабочей директории.

Редактор шаблонов

Здесь разрабатываются шаблоны отчетов о ходе технологического процесс

Help

Справочная система содержит раздел “Быстрый старт” с 8 уроками. Позволяет быстро освоить основные элементы работы в TRACE MODE.

Исполнительная система

Исполнительная система включает в себя исполнительные модули(Runtime).

Это программы, под управлением которых запускаются программы АСУТП, созданные в инструментальной системе. В группу исполнительных модулей входят 12 мониторов реального времени ( МРВ ) и драйверы внешних устройств.

Мониторы

Предназначены для организации работы всех уровней АСУТП и административного уровня АСУ. Микромониторы реального времени (МикроМРВ, 4 вида) используются для работы в контроллерах нижнего уровня АСУТП.

Профайлер

Это монитор входит в состав демоверсии. Предназначен для отладки программ, созданных в инструментальной системе. Протокол работы сохраняется в текстовом файле директории проекта.

На рис. 2 показан характерный цикл работы монитора МРВ в контроллере.

Драйверы

Это программы, функцией которых является обеспечение связи TRACE MODE с внешними устройствами. Это могут быть устройства сбора, хранения, обработки, передачи данных (контроллеры, УСО, другой компьютер и т.д.) или какие-либо другие устройства. Драйверынекоторых устройств встроены в TRACE MODE.

База каналов TRACE MODE.

Характеристики каналов

Рассмотрим некоторые основные характеристики каналов.

Имя канала

Основным идентификатором канала является его имя. Оно используется при всех ссылках на значения канала. При создании канала его имя формируется автоматически.

При проектировании имена каналов задаются вручную в соответствии с принятой на предприятии системой кодирования оборудования.

Имя канала не может быть менее 6 символов, иначе автоматически дополняется символом подчеркивания. Максимальный размер имени 13 символов.

Индекс канала.

Это номер канала по порядку в базе данных, который автоматически присваивается при создании канала. Он является числовым идентификатором канала и не изменяется при любых операциях с данными.

Тип канала

Тип канала определяет направление движения информации в канале.

Существуют два типа:

- I (Input), входной канал, запрашивает данные у внешнего источника или значения системных переменных;

О (Ouput), выходной канал, передает данные внешнему или внутреннему приемнику.

Подтип канала

Подтип канала указывает класс источников или приемников данных, с которыми будет связываться канал. Всего существует 16 подтипов каналов. Все они могут задаваться как для входных, так и для выходных каналов.

Некоторые подтипы каналов:

· АНАЛОГ - получает/передает значение, считанное /выданное аналоговой плате УСО;

· ДИСКРЕТ - получает/передает значение, считанное /выданное дискретной плате УСО;

· СВЯЗЬ – получает/передает данные удаленных узлов проекта; для него указываются характеристики среды передачи данных; с дополнениями InM-Link / OutM-Link используется на узлах со статусом Master для обмена данными по встроенному протоколу M-Link;

· ПУСТОЙ – назначение зависит от дополнения к подтипу; например, in_null – не имеет источника, out_null – не имеет приемника.

· УПРАВЛЕНИЕ –определена только процедура управление, позволяющая вызвать FBD программу; значения канала записываются в специальном файле сохранения.

· СИСТЕМНЫЙ получает/передает данные, характеризующие состояние системы (дата, время и т.п.).

Доступ

Флаг определяет каналы, которые используется при автопостроении баз каналов операторских станций. При наличии флага создается копия канала контроллера с подтипом СВЯЗЬ в базе каналов операторских станций.

Период работы канала

Определяет дискретность обновления данных канала. Устанавливается в единицах времени или циклах системы.

Цикл - это время, за которое выполняются основные системные задачи: обмен данных с контроллером, перерасчет базы каналов, сетевой обмен, перерисовка графики экранов.

Значения канала

Канал имеет четыре основных значения: входное, аппаратное, реальное и выходное.

На рис. 3, 4 показаны места формирования этих значений.

По мнению разработчиков аппаратные значения каналов соответствуют унифицированным сигналам, с которыми работает аппаратура ввода/вывода (4-20 мА, 0-10 В и пр.). Реальные значения соответствуют значениям контролируемых параметров или сигналов управления в реальных единицах (например, кг/час, ^оС, % и пр.).

Процедуры канала

Процедуры пересчитывают входные значения канала в аппаратное, реальное, выходное значения. В канале типа Input выходные значения не используются.

Каналы имеют следующие процедуры:

· масштабирование;

· логическая обработка; встроенные процедуры

· фильтрация;

· трансляция; обращение к внешним процедурам на языке FBD

· управление.

Масштабирование осуществляется только аналоговых сигналов, логическая обработка - дискретных сигналов.

а)

б)

Рис. 3 а) Структура канала типа Input, б) Пример канала, урок 1

а)

б)

Рис. 4 а) Структура канала типа Output, б) Пример канала, урок 1

Обработка данных в канале

Рассмотрим более подробно назначение процедур канала и какие преобразования они выполняют.

Масштабирование

Эта процедура используется только в каналах, работающих с аналоговыми переменными.

Для каналов типа INPUT полученные драйвером входных плат УСО сигналы датчиков, должны быть переведены в действительные значения технологических параметров.

Для каналов типа OUTPUT расчетные значения переменных должны быть переведены в сигналы драйвера выходных плат УСО. Эти операции называются масштабированием.

Формулы пересчета зависят от параметров измерительного канала:

· вида сигнала ( аналоговый, число-импульсный);

· типа градуировочной характеристики ( линейная, квадратичная и т.п.);

· представлением градуировочной характеристики ( в виде аналитических функций, табличным методом);

· характеристик драйвера платы УСО.

Операции масштабирования:

· для каналов типа INPUT (входное значение Y_вх умножается на заданный множитель и к полученному результату добавляется величина смещения, результат присваивается аппаратному значению канала Y_ап.)

· для каналов типа OUTPUT (к аппаратному значению Y_ап добавляется величина смещения, затем эта сумма умножается на заданный множитель, а результат присваивается выходному значению канала Y_вых.)

где А– множитель, В – смещение или дрейф нуля ( терминология TRACE MODE)

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒