Разработка. Разработка программного обеспечения. 93 Разработка асу вто
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
7. контактный соединитель SUB-D для подключения датчиков. Рис. 19 Модули аналогового ввода Модули можно устанавливать в любой слот на шасси TSX RKY, кроме слотов, зарезервированных для модулей блоков питания. Модули аналогового ввода-вывода можно снимать при включенном питании ПЛК. Максимальное количество аналоговых каналов в конфигурации Premium зависит от используемого процессора. Модули аналогового ввода TSX AEY 1600 являются модулями аналогового ввода высокого уровня с 16 входами. Вместе сдатчиками или преобразователями модули выполняют функции контроля, измерения и управления в непрерывных технологических процессах. В зависимости от выбранной конфигурации модули TSX AEY 1600 обеспечивают следующие диапазоны по каждому из входов ± 10 В, 0 - 10 В, 0 - 5 В, 1 - 5 В, 0 - 20 мА, 4 - 20 мА. Функции модулей • Сканирование входных каналов, защита от перенапряжения, адаптация сигналов аналоговой фильтрацией, сканирование путем статического мультиплексирования Адаптация по входным сигналам выбор усиления, коррекция дрейфа. 157 • Оцифровка сигналов битовое аналого-цифровое преобразование на TSX AEY 1600. • Преобразование входных измерений в пользовательский формат коэффициент перекалибровки, фильтрация, масштабирование. • Мониторинг модуля тест цепей преобразования, тест выхода за пределы диапазона, тест наличия клеммной колодки, сторожевой тест. • Изоляция входных каналов на TSX AEY 1600. • Быстрая обработка входов (1 мс) на TSX AEY 1600. Модули аналогового ввода TSX AEY 1614 - являются модулями много- диапазонного ввода с 4 изолированными друг от другаканалами с 16 входами термопар. В зависимости от выбранной конфигурации имеются следующие диапазоны по каждому из входов модуля • термопары ВЕК, Т и U или электрический сигнал от - -13 мВ до + 80 мВ • 2- или 4-проводный датчик температуры Pt 100. Pt 1000. Ni 1000 или сигнал 0-400 Ом. 0-3850 Ом • сигнал высокого уровня ± 10 В, 0-10 В, ± 5 В, 0-5 В (0-20 мА с внешним шунтом) или 1-5 В, 4-20 мА (4-20 мА с внешним шунтом. Функции модулей • Оцифровка входных сигналов • Сканирование входных каналов, выбор усиления по входному сигналу, мультиплексирование • Преобразование входных измерений в пользовательский формат коэффициент перекалибровки, линеаризация, компенсация холодного спая, фильтрация, масштабирование • Мониторинг модуля тест цепей преобразования, тест выхода за пределы диапазона, тест наличия клеммной колодки, тест связи сдатчиком, сторожевой тест. 158 Модули дискретного ввода-вывода TSX DEY16D2 ирис) стандартной ширины (1 посадочное место) в пластиковом корпусе, обеспечивающем защиту всех электронных компонентов по классу IP 20. Дискретные сигналы АСУ термическими процессами поступают на блоки ABE- 7H16F43 системы TELEFAST 2, обеспечивающих удалённое расположение блоков подключения (клеммных колодок) относительно модулей ввода/вывода дискретных сигналов. Блок АВЕ-7H16F43 обеспечивает защиту быстроплавким предохранителем каждый вход. Рис. 20. Модули дискретного ввода-вывода с системой быстрого монтажа Telefast 2 Назначение системы быстрого монтажа Telefast 2: - распределение 16 каналов по винтовым клеммам - защита питания датчиков - целостность токовой петли при отсоединении - защита от перенапряжения - имеет датчик температуры для внешней компенсации холодного спая (для термопар) Модули ввода дискретных сигналов обеспечиваются диагностическими функциями оповещение о любом сбое обмена данными, обнаружение короткого замыкания и перегрузок. Разрядность всех дискретных сигналов равна одному биту. Периодичность изменения дискретных сигналов определяется ситуационным управлением технологического процесса. 159 Назначение входов-выходов: в функциональном плане каждый модуль разделяется на группы по 8 каналов. Каждую группу каналов можно задействовать под конкретную прикладную задачу. Сброс выходов:выход, сработавший вследствие сбоя, можно сбросить при отсутствии других сбоев на клеммах данного выхода. Заданные в конфигурации команды сброса могут подаваться автоматически (сброс через каждые 10 с) или под управлением программы. Сброс осуществляется группами по 8 каналов. Данная функция доступна для модулей с транзисторными выходами постоянного тока. У модулей с релейными выходами или симисторами с защитой плавкими предохранителями аналогичный сброс (автоматический или программный) необходим после замены одного или нескольких предохранителей. Команда RUN/STOP: вход может конфигурироваться для управления режимами RUN/STOP ПЛК. Обнаружение команды осуществляется поперед- нему фронту. Команда STOP на входе имеет более высокий приоритет, чем переключение в режим RUN с терминала или по команде из сети. Аварийный режим выходов при переходе приложения в режим STOP выходы могут устанавливаться в режим, не представляющий опасности для приложения. Этот режим, называемый аварийным, задается для каждого модуля при конфигурировании выходов. Имеются следующие опции конфигурации аварийный режим каналы устанавливаются в состояние 0 или 1 в зависимости от указанного значения аварийного режима. Диагностические функции - диагностика модуля оповещение о любом сбое обмена данными, препятствующем нормальному функционированию модуля вывода или модуля быстрого ввода. Подобным образом осуществляется индикация всех внутренних сбоев модуля. - диагностика техпроцесса: контроль напряжений датчиков и исполнительных устройств, контроль наличия клеммной колодки, обнаружение короткого замыкания и перегрузки, контроль напряжения датчиков и исполнительных устройств. 160 Специальные функции входов модулей TSX DEY 16D2: - фиксация состояния позволяет обнаруживать особо кратковременные импульсные сигналы, длительность которых меньше продолжительности цикла сканирования ПЛК. - входы обработки прерываний обеспечивают фиксацию и незамедлительную обработку событий (обработку прерываний. Эти входы ассоциируются с обработкой прерываний (EVTi). их параметры определяются в режиме конфигурирования, при этом - i = от 0 до 31 у процессоров TSX/T PMX/T PCX 57-10. i = от 0 до 63 у процессоров TSX/PMX 57-20, 57-30 или 57-40 и PCX 57-30. Запуск обработки прерываний может происходить по переднему (0 -> 1) или заднему (1 ->0) фронту соответствующего входа. В режиме on-line у модулей TSX DEY 16FK/DMY 28 FK обеспечиваются функции маскирования и демаскирования входов. - программируемая фильтрация входов входы оснащены фильтрами, конфигурируемыми отдельно по каждому каналу. Фильтрация входов осуществляется при помощи фиксированного аналогового фильтра, обеспечивающего максимальную защиту 0.1 мс при фильтрации помех на линии и цифрового фильтра, настраиваемого в диапазоне от 0.1 до 7.5 мс с шагом 0,5 мс. Рефлексная функция и таймер модуля TSX DMY 28RFK: обеспечивает выполнение приложений, для которых необходимо быстродействие, превышающее скорость выполнения быстрой задачи или обработку прерываний (менее 500 мкс. Эти функции системы управления выполняются на уровне модуля и не ассоциируются с задачей ПЛК. они программируются при помощи программы в режиме конфигурирования. Горячее отсоединение благодаря интегрированной конструкции модулей ввода-вывода (включая специализированные модули) их можно устанавливать и извлекать под напряжением. Модули блоков питания (рис. 21 ) TSX PSY Ми М обеспечивают питание всех шасси с установленными на них модулями. Выбор модуля 161 питания осуществляется в зависимости от напряжения электросети 24 В пост, тока, от 24 до 48 В пост. тока, от 100 до 120 В переменного тока, от 200 до 240 В переменного тока. 1) Индикаторный блок 2) Кнопка сброса RESET под кончик авторучки для горячей перезагрузки приложения 3) Разъем под батарею для защиты внутренней РАМ процессора 4) Защитная крышка передней панели модуля 5) Винтовые клеммы для подключения сетевого питания, контакта сигнального реле, питания датчика для запитки переменным током 6) Отверстие для кабельного хомута 7) Плавкий предохранитель, расположенный под нижней поверхностью модуля и обеспечивающий защиту напряжения 24 Вне- изолированного блока питания постоянного тока TSX PSY первичного напряжения других источников питания. 8) Переключатель напряжения 110/220 В Рис. 21. Модули блоков питания 1.6.3. Выбор аппаратных средств локальных сетей и протоколов их взаимодействия Информационный обмен между компонентами системы осуществляется посредством применения локальных сетей обмена данными. В отдельных случаях для информационного обмена данными допускается использование дискретных и аналоговых сигналов. Конкретная структура комплекса технических средств, виды используемых локальных сетей, атак же уровни электрических сигналов всегда определяются на стадии проектирования при разработке решений по техническому обеспечению. 1) Механизмы, датчики нулевого и контроллеры первого уровня осуществляют информационный обмен посредством дискретных сигналов ре- лейно-коммутационной аппаратуры и аналоговых сигналов преобразователей. 2) Первый и второй уровни объединены сетью Modbus Plus (PCMCIA 162 карты сети Modbus Plus, TSX MBP 100 и (модуль) 416NHM30030. 3) Структура программного обеспечения АСУ ТП ВТО предполагает использование на различных информационных уровнях свои операционные системы, которые объединяются в единую информационную сеть, используя для этой цели сетевой протокол Ethernet TCP/IP. АРМ АСУ ТП ВТО объединены сетью Ethernet (карты (модули) Fast Ethernet 3Com 905C-TX-NM PCI М. Поскольку протяжённость сети Ethernet между АРМ довольно значительная (сотни метров) и подвержена сильному влиянию электромагнитных полей, то реализация её основана на волоконно-оптической магистрали. В процессе функционирования система управления «АСУТП высокотемпературного отжига в колпаковых печах ПТС» осуществляет взаимодействие с вычислительным комплексом Система слежения за металлом ПТС». Для этой цели в ПТС реализован механизм переноса диаграмм отжига партий металла сих привязкой к результатам обработки прокатана термическом участке в базу данных ССМ ПТС с помощью программы-шлюза «LPC2NovellGate». Получение информации из АСУТП ВТО выполняется периодически, каждые 60 секунд. При этом осуществляется преобразование формата данных и заполнение таблицы базы данных ССМ ПТС (P_VTO_ANNEALING_CURVE). 1.7. Разработка программного обеспечения вычислительной системы 1.7.1. Выбор операционной системы Серверное программное обеспечение включает в себя операционную систему Windows 2000 Proffesional (включая сконфигурированный соответствующим образом протокол TCP/IP); 163 сервер серверную часть проекта на базе WinCC v. 5.1; Программное обеспечение всех АРМ системы функционирует под управлением системного программного обеспечения, включающего в себя операционную система Windows 2000 Proffesional (включая сконфигурированный соответствующим образом протокол TCP/IP); серверная часть проекта на базе WinCC v. 5.1; исполняемая среда клиентской части проекта WinCC v. 5.1. Компоненты инсталляции прикладного ПО для всех рабочих мест включают следующие программные продукты SQL - скрипты для создания объектов баз данных (таблиц, обзоров, хранимых процедур, функций и пакетов программные модули ORACLE Developer, реализующие функции АРМ экранные формы, отчеты программные модули OCX компонентов SQL - скрипты для создания пользователей и их ролей конфигурационные файлы и ярлыки. Виды носителей исходного прикладного программного обеспечения и архивов баз данных системы CD-ROM. 1.7.2. Выбор программного обеспечения контроллеров Программное обеспечение для контроллеров поставляет фирма изготовитель железа по техническим условиям заказчика. Программное обеспечение выполняется на четырех языках программирования [15]. Язык лестничной логики (LD) соответствует стандарту IEC 61131-3. Структура секции LD соответствует ступени для релейного переключения. Левая шина питания расположена в левой части редактора LD и соответствует фазе) ступени. Правая шина питания соответствует нейтрали. Однако, все катушки и выходы FFB связаны с ней прямо или косвенно, и это создает поток питания. Группа объектов, которые соединены вместе один под другими не имеют связей с другими объектами (исключая, шину питания, называется сетью или ступенью (рис. 22). Рис. 22. Пример программы на языке лестничной логики Одна секция LD состоит из окна с одной страницей. Эта страница имеет сетку, которая делит секцию на столбцы и строки. Для секций LD может быть определено 11-64 столбцов и 17-2000 строк. Язык программирования LD является ориентированным на ячейки, например, только один объект может быть размещен в каждой ячейке. Последовательность выполнения отдельных объектов в секции LD определяется потоком данных в секции. Сети, соединенные с левой шиной питания, выполняются сверху вниз (связь с левой шиной питания. Сети, которые не зависят друг от друга, выполняются в соответствии с 165 положением (сверху вниз. Комментарии к логике секции обеспечены при помощи текстовых объектов. При помощи языка структурированного текста (ST), возможно вызывать функциональные блоки, выполнять функции и присваивания, условно выполнять инструкции и повторяющиеся задачи. Язык программирования ST работает с "выражениями" (рис. 23). Выражения составляются из операторов и операндов, которые возвращают значение после выполнения. Операторы являются символами, отображающими операции, которые должны выполняться. Операторы используются для операндов. Операнды - это переменные, литералы, входы/выходы FFB и т.п. Инструкции используются для присваивания значений, возвращенных из выражений, фактическими параметрами для структурирования и контроля выражений. Длина строки инструкции ограничена 300 символами. Длина секции ST не ограничена в пределах среды программирования. Длина секции ST ограничена только объемом памяти ПЛК. Вычисление выражения состоит из приложения операторов к операндам в последовательности, которая определена рангом операторов. Оператор с наивысшим рангом в выражении выполняется первым, за ним следует оператор со следующим рангом и т.д., пока вычисление не завершено. Операторы с одинаковым рангом выполняются слева направо, как они записаны в выражении. Эта последовательность может быть изменена использованием круглых скобок. Рис. 23. Язык структурированного текста 166 Используя язык программирования списка инструкций (IL) можно вызывать функциональные блоки и функции условно или безусловно, выполнять присваивания и переходы условно или безусловно в пределах секции (рис. 24). IL является, так называемым, аккумуляторно-ориентированным языком программирования, те. каждая инструкция использует или изменяет текущее содержимое аккумулятора. Стандарт IEC 61131 упоминает этот аккумулятор как "результат. По этой причине список инструкций всегда должен начинаться с LD операнда (Команда загрузки в аккумулятор. Инструкции сравнения также обращаются к аккумулятору. Логический результат сравнения сохраняется в аккумуляторе и поэтому становится текущим содержимым аккумулятора. Рис. 24. Язык списка инструкций. Редактор FBD используется для графического программирования функциональных блоков в соответствии с IEC 61131-3 (рис. 25). Одна секция FBD состоит из окна с одной страницей. У этой страницы на заднем фоне сетка. Ячейка сетки состоит из 10 координат. Ячейка сетки это наименьшее возможное расстояние между 2 объектами в секции FBD. Язык программирования FBD не является ориентированным на ячейки, но объекты выравниваются по координатам сетки. Секция FBD имеет 360 горизонтальных координат сетки (=36 ячеек сетки) и 240 вертикальных координат сетки (=24 ячейки сетки. Комментарии к логике секции могут быть обеспечены при помощи текстовых объектов. 167 Рис. 25. Язык Function Block Diagram Прикладное программное обеспечение контролера служит для контроля и управления нагревателями колпаков и стендов и управления электроприводами заслонок расхода газов и давления под колпаком. Программное обеспечение контроллера предназначено осуществлять - опрос каналов входных сигналов - контроль параметров техпроцесса; - выдачу управляющих воздействий - передачу собранной информации в систему верхнего уровня - передачу собранной информации в контроллер верхнего уровня - получение информации от системы необходимой для изменения параметров управление техпроцессом (т.к. управление оператором, уставки для регуляторов, изменение констант, и т.д.); - получение информации от контроллера верхнего уровня необходимой для управления техпроцессом (режимы отжига, время начала отжига. Приложение представляет собой основную задачу (MAST), которая выполняется циклически. Программа логически разделена наследующие модули 1. Программа ввода данных VVOD; 2. Программа выбора режима отжига REGIM; 168 3. Программа регулирования в зонах REGUL и Fazzy_Reg для температурного контроллера 4. Программа анализа загрузки трансформаторов TRANSFORMATOR для температурного контроллера 5. Программа анализа и обработки аварийных ситуаций KONTR; 6. Программа контроля готовности стенда к отжигу PROV; 7. Программа вывода управляющих воздействий под руководством оператора. Программа вывода управляющих воздействий в автоматическом режиме 9. Программа вывода данных в другой контроллер OBMEN. Прикладное программное обеспечение выполняется процессором ПЛК Premium TSX Р573634М. Разработка, модификация и передача программ в контроллер, осуществляется с использованием программного обеспечения Unity Pro, функционирующего на ПЭВМ под управлением операционной системы Windows 2000. Связь ПЭВМ и ПЛК осуществляется через терминальный портили через сеть контроллеров. Запуск программы осуществляется при включении контроллера или при переходе контроллера в состоянии RUN в случае холодного перезапуска. Входными данными являются сигналы внешних источников (датчики, исполнительные механизмы и т.п.), режимы и время начала отжига, признак ручного или автоматического регулирования, аварийные границы сигналов. Выходными данными являются управляющие сигналы на включение или выключение исполнительных механизмов и признаки аварийной сигнализации Рис. 26 Машинный цикл контроллера Ввиду большого объема программного обеспечения в проекте приводится фрагмент программы - логическая часть программы выбора режима отжига := INT_TO_REAL(REAL_TO_INT(ve)); e := INT_TO_REAL(REAL_TO_INT(e)); |