Курс лекций для студентов высших учебных заведений Чебоксары 2012 scadaсистема каскад. Курс лекций для студентов вузов. Ооо Каскадасу, г. Чебоксары, 2012 г. Страница 2 Оглавление
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
Таблица шаблона (рис. 3.4) – это excel-подобная таблица с ячейками, с помощью которой настраивается внешний вид отчёта. Ключевыми элементами таблицы являются выходы алгоритмов, которые в готовом рапорте заменяются на реальные данные. Таблица шаблона предоставляет широкие возможности для оформления отчёта: шрифты, цвет, выравнивание, объединения, форматирование значений, заливка, штриховка, добавление листов, параметры страницы для печати, настройка колонтитулов и т.д. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 31 Рис. 3.4. Таблица шаблона Отдельного упоминания заслуживают формулы, которые можно использовать в таблице шаблона в случае необходимости. Элементами формул могут являться как ячейки, так и выходы алгоритмов. Формулы записываются в ячейках, начиная со знака равенства, и могут содержать следующие операции и функции: арифметические, логические, математические, статистические, текстовые и т.д. Полный перечень формул с примерами можно изучить в справке для модуля формирования рапортов. С помощью возможностей таблицы шаблона, а также формул, можно настроить отчёт любой сложности. В редких случаях, когда не хватает функциональности имеющихся механизмов, можно использовать скрипты. По умолчанию, скрипт содержит заготовку для процедуры, которая будет выполняться после генерации отчёта. Такая процедура может понадобиться в том случае, когда необходимо автоматически вносить изменения в готовую таблицу уже после генерации рапорта. В заключение следует отметить, что модуль формирования рапортов является COM-сервером, предоставляющим ряд методов для формирования отчётов, их просмотра, печати и т.п. Эта особенность позволяет, во-первых, осуществлять генерацию рапортов с мнемосхем модуля визуализации, а во- вторых, организовать автоматизированное формирование рапортов по заданному расписанию. Для автоматизированного формирования рапортов по расписанию необходимо создать скрипт (текстовый файл), содержащий набор команд на основе методов, предоставляемых COM-сервером. Список имеющихся методов с примерами, можно изучить в справке для модуля формирования рапортов. 4. Модуль просмотра истории. Как мы уже рассмотрели, модуль Визуализации позволяет оперативно просматривать информацию о технологическом процессе и управлять им. В том числе визуализация позволяет просмотреть графики – как за ранее созданные наборы, так и динамически выбираемые при помощи специального инструмента – быстрого тренда. Однако на практике нередко возникает задача динамического анализа поступивших данных в графическом виде. При этом хотелось бы опираться на предварительно созданные наборы графиков, но и иметь возможность «на лету» добавить или удалить один или несколько графиков, соотнести несколько наборов графиков одновременно и т.д. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 32 Для такого анализа хорошо подходит следующий модуль SCADA-системы «Каскад» - это модуль просмотра истории Рис.3.1. Модуль просмотра истории. Задачей модуля просмотра истории является выдача накопленных исторических данных в графическом виде. Все графики организуются в наборы – панели предыстории. Количество графиков на каждой панели в принципе не ограничено, но особого смысла в отображении большого количества графиков нет, поскольку происходит загромождение панели, и, как следствие, снижение удобства анализа информации. В левой части каждой панели выводится список графиков, значение каждого графика в момент времени под курсором и цвет графика. В правой части панели находятся сами графики. На рис. 3.1. обе панели находятся в следящем режиме, когда панели периодически обращаются к базам данных и дочитывают информацию по каждому графику на текущий момент. Панель предыстории при этом плавно передвигается по оси времени так, чтобы курсор всегда указывал на текущее время, то есть следя за текущим моментом. Для того, чтобы уменьшить или увеличить интервал времени, за который выводятся графики, можно воспользоваться кнопками Left и Right на дополнительной клавиатуре. Точно так же для изменения масштаба по вертикали необходимо воспользоваться кнопками Up и Down на дополнительной клавиатуре. Для того, чтобы иметь возможность перемещаться по оси времени, необходимо выйти из следящего режима (F7). После этого для перемещения можно использовать кнопки навигации основной клавиатуры: Влево, Вправо, Вверх и Вниз. На текущую панель можно быстро добавить график: нажать кнопку Ins. После этого будет предложено выбрать один или несколько параметров БД, и выбранные параметры отобразятся на панели в виде графиков. Каждому графику будет назначен свой цвет (если графиков меньше 16 – то уникальный, если больше – то красный). Каждый график можно настроить дополнительно: задать ему толщину линии, цвет, ступенчатость, стиль линии и т.д. (рис. 3.2). SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 33 Рис. 3.2. Настройки графика. После того, как панель настроили, ее можно сохранить для последующего использования. Если есть необходимость сохранения настроенной группы панелей – есть и такая возможность. Для этого нужно сохранить Рабочий стол. Тогда все открытые панели будут сохранены с учетом своих позиций. Для анализа процесса часто требуется выровнять все панели так, чтобы они отображали данные за один и тот же период времени, и чтобы курсор каждой панели указывал так же на один и тот же момент времени. Такое выравнивание осуществляется при помощи команды Синхронизировать все панели по текущей , или нажатием F3. Есть в модуле просмотра истории и еще один удобный инструмент. Выйдите из следящего режима, нажмите и удерживайте клавишу Рис. 3.3. Выделение интервала. Всплывающая подсказка покажет ширину выделенного интервала, а если нажать клавишу Пробел, выделенный интервал будет развернут на всю панель. Когда пользователь настроил панель предыстории под себя (задал цвет фона, шрифты и т.д.), ему, обычно, желательно, чтобы все последующие панели создавались с такими же настройками. Такая возможность в модуле просмотра истории есть. Для того, чтобы сохранить текущую панель в качестве шаблона, необходимо нажать в окне настройки кнопку Установить по умолчанию. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 34 Рис. 3.4. Настройка панели. Помимо всего перечисленного, модуль просмотра истории предоставляет множество дополнительных функций: можно настроить внешний вид каждой панели, указать и раскрасить заголовки, распечатать панели, экспортировать точки в формат Microsoft Excel и т.д. Подробнее со всеми этими возможностями можно самостоятельно при помощи системы справки и поддержки. И еще один маленький нюанс, который, возможно, пригодится при настройке проектов. Как правило, настроенный проект автоматизации не хранится у каждого клиента, особенно если таких клиентов много. Он выкладывается администратором в сеть на определенном сетевом ресурсе, а пользователям выводятся лишь ярлыки. Сам ресурс, как правило, доступен только по чтению. Поэтому пользователь, настроив свои панели предыстории и рабочие столы, сохранить свои настройки на сервер не сможет. Чтобы дать возможность пользователю сохранить свои настройки в нужное ему место, в модуле просмотра истории предусмотрена возможность изменения папки хранения личных настроек. Задать расположение этой папки можно при помощи пункта Файл->Папка хранения настроек. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 35 Лекция 5. Модуль аварийной и предупредительной сигнализации. 1. Общие сведения. Задачей модуля аварийно-предупредительной сигнализации (АПС) является контроль за состоянием параметров технологического процесса и уведомление персонала обо всех случаях его нарушения. Кроме того, уведомление может происходить и о событиях, не являющихся авариями, например, об изменении режима работы оборудования, уставок, либо, например, о проникновении посторонних в помещение. В случае возникновения ситуации, о которой необходимо оповестить персонал, модулем АПС генерируется аларм. Аларм – это сообщение, генерируемое модулем аварийной и предупредительной сигнализации, предназначенное для информирования пользователей системы о выходе параметра за допустимые границы или о переходе системы в недопустимый режим. Оповещение может осуществляться следующими способами: • Звуковым сигналом • Речевым сообщением • Коротким сообщением sms • Сообщением электронной почты (e-mail) • Записью в БД событий • Визуальной индикацией • Подсветкой соответствующих объектов и кнопок перехода. При генерировании аларма делается запись в базе данных событий с подробным указанием данных о том, что за ситуация сработала, для какого параметра, в какое время. Очень важно в дальнейшем при анализе аварийной ситуации знать хронологию возникновения событий и действий пресонала. Поэтому в записи для аларма в БД событий фиксируется следующая крайне важная информация: • Время перехода параметра в аварийное (сигнализируемое) состояние; • Время уведомления пользователя об аварии, то есть время генерации аларма; • Время квитирования аларма пользователем, то есть время, когда пользователь воспринял информацию об аварии и начал принимать меры по ее устранению; • Время выхода параметра из сигнализируемого состояния; • Отметка о квитировании (если параметр был сквитирован); • Имя пользователя, сквитировавшего аларм; • АРМ, с которого было произведено квитирование. Поясню значение термина квитирование. Квитирование – это уведомление пользователем системы аварийно-предупредительной сигнализации о том, что он воспринял информацию об аварии и приступил к принятию необходимых мер по ее устранению. Аларм может быть активным и квитированным. Только что сгенерированный аларм всегда активен. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 36 Информация о сработавших алармах передается на клиентские приложения, подключенные к серверу АПС. Как правило, это модуль визуализации. Модуль визуализации в соответствии со своими настройками осуществляет звуковое и визуальное оповещение пользователя об алармах, а также дает пользователю возможность сквитировать звучащие алармы с записью в БД событий времени квитирования, имени сквитировавшего пользователя и ip-адреса АРМа, с которого было произведено квитирование (если, конечно, пользователю было разрешено квитирование в модуле настройки прав пользователей). Для этого в модуле Визуализации предусмотрен соответствующий модуль расширения. В случае, если объект визуализации отображает аварийные ситуации, при наличии неквитированного аларма вокруг объекта мигает рамка с цветом, соответствующим типу ситуации (авария либо предупреждение). Если аларм квитирован, рамка горит постоянно. Каждый клиент способен получать информацию одновременно с нескольких серверов сигнализации. 2. Настройка модуля АПС. Принцип настройки модуля аварийной и предупредительной сигнализации схож с настройкой модуля регистрации баз данных технологических параметров. Визуально модуль состоит из трех частей: дерева паспортов, дерево групп сигнализации, в центре – окно настройки групп. Рис. 1. Конфигуратор модуля АПС. Для простоты настройки алармы должны группироваться по логическим признакам срабатывания: параметры, имеющие сходные настройки сигнализации, желательно помещать в одну группу сигнализации. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 37 В таком случае настройка сигнализации в проекте сводится к правильной настройке группы и помещению в нее паспортов нужных параметров. Рассмотрим настройку групп сигнализации. Для каждой группы можно задать приоритет генерируемых ею алармов: чем выше приоритет аларма, тем раньше он будет просигнализирован пользователю. Если несколько алармов имеют одинаковый приоритет, их проигрывание будет осуществляться последовательно. Для аналоговых параметров, входящих в группу, можно принудительно задать аварийные и предаварийные границы (уставки), либо взять их из настроек паспортов. Значения этих границ определяют аварийные уставки: • ВАУ – верхняя аварийная уставка; • ВПУ - верхняя предаварийная уставка; • НПУ - нижняя предаварийная уставка; • НАУ – нижняя аварийная уставка. Для дискретных параметров, входящих в группу, эта настройка будет проигнорирована. Непосредственно за генерацию алармов отвечают сигнализируемые ситуации. Для каждой группы могут быть настроны следующие типы сигнализируемых ситуаций: • ВАУ, НАУ, НПУ, НАУ • Включение/выключение/переключение параметра • Нахождение параметра выше или ниже заданных границ, либо нахождение параметра в заданном диапазоне. • Наличие определенного качества значения параметра. Для каждой аварийной ситуации указывается ее тип: авария, предупреждение, сообщение. Авария – это критическое нарушение хода технологического процесса, ставящее под угрозу качество выпускаемого продукта, либо могущее привести к выходу из строя оборудования, либо несущее угрозу жизни и здоровью людей, либо угрожающее окружающей среде,- требующее немедленного вмешательства технологического персонала. Аварии имеют наивысший приоритет, и информирование о них происходит в первую очередь. Предупреждение – это такое состояние параметра технологического процесса, в котором он еще находится в диапазоне допустимых значений, но приближается к зоне аварийных значений, либо нарушение технологического процесса носит некритический характер, однако требует вмешательства технологического пресонала. Сообщение – это уведомление о нормальном ходе технологического процесса. Это может быть либо уведомление об изменении режима работы, либо штатное изменение хода технологического процесса. Звуковой и визуальной сигнализации в этом случае нет, реакции пользователя не требуется. Событие фиксируется только в базе данных событий. Для каждой ситуации независимо от других можно настроить следующие параметры: • Запись сообщений в БД событий • Отправку сообщений смс и электронной почты и тексты этих сообщений • Настройку проигрываемых звуковых файлов • Время подтверждения ситуации • Необходимость защелкивания ситуации. Два последних пункта, думаю, требуют пояснения. Время подтверждения ситуации позволяет исключить ложные либо кратковременные срабатывания, не представляющие интереса для оператора. На рис. 2 это время обозначено как t дост. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 38 Рис. 2 . Время подтверждения ситуации. Защелкивание ситуации решает прямо противоположную задач. В случае, контроля особенно важных параметров, когда даже кратковременное нарушение имеет большое значение, есть риск пропустить аларм, если ситуация сработала очень кратковременно. В этом случае срабатывание должно быть зафиксировано, и звуковая сигнализация должна звучать до тех про, пока оператор не произведет квитирование аларма, либо пока не сработает более приоритетная ситуация. Рис. 3. Защелкивание ситуации. В случае, если аларм с защелкой сработал, но не был сквитирован пользователем до того, как параметр успел вернуться в зону нормальных значений, а затем сработал повторно – в этом случае предыдущая запись об аларме квитируется с указанием в поле имени пользователя «повторное срабатывание», и тут же генерируется новый аларм с новой временной меткой. Несмотря на то, что параметры желательно группировать по логике обработки и приоритетам, вполне возможна ситуация, когда для различных алармов необходимо задать различные звуковые файлы для оповещения. В этом случае необходимо в настройках группы включить опцию Разрешить дополнительную настройку отдельных паспортов . Тогда, выбрав на вкладке Паспорта нужный паспорт, можно задать для него свои настройки воспроизведения. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 39 Для каждой ситуации можно задать звуковой файл или группу файлов, которые будут воспроизводиться при ее срабатывании. Точно так же можно составить и сообщение, которое будет выводиться пользователю при срабатывании ситуации. Это же сообщение будет записано в базу данных событий. Для удобства в сообщении можно использовать специальные теги. Например, задав сообщение «Внимание! %n», мы указываем, что пользователю будет выведено сообщение Внимание! и далее – шифр параметра. Эти же самые теги можно использовать и при формировании сообщений для sms и электронной почты. 3. Распределенные системы сигнализации. Не все аварийные ситуации необходимо контролировать на верхнем уровне. Например, аварийные защиты желательно реализовывать в контроллере. Это повышает надежность и скорость реакции системы: выполнения защитных отключений и блокировок. А поскольку контроль срабатывания защит осуществляет контроллер, то нет смысла повторно анализировать ситуацию на верхнем уровне. Достаточно отследить состояние соответствующей защиты, и в случае ее срабатывания генерировать аларм. Для осуществления такого контроля у каждой сигнализируемой ситуации предусмотрена опция отслеживать ситуацию по паспорту . Задав паспорт, соответствующий защите, нам остается только ждать, когда защита сработает, и затем проинформировать пользователя в соответствии с настройками (рис. 4). Рис. 4. Отслеживание ситуации по паспорту. Возможна и обратная ситуация. Возникла аварийная ситуация, модуль АПС сгенерировал аларм, и информацию об этом необходимо передать в контроллер. В этом случае поможет опция Запись в паспорт при срабатывании . При срабатывании аларма будет записано заданное значение в заданную переменную контроллера (рис. 5). В нашем примере на щите управления загорится лампочка и зазвучит звуковой сигнал. Рис. 5. Запись в паспорт при срабатывании. SCADA-система КАСКАД. Курс лекций для студентов ВУЗов. © ООО «Каскад-АСУ», г. Чебоксары, 2012 г. Страница 40 Раз уж мы имеем возможность контроллеру о срабатывании аварийной сигнализации и сами получаем аналогичную информацию из контроллера, то, очевидно, необходимо передать в контроллер информацию и о квитировании аларма оператором. В этом поможет опция запись в паспорт при квитировании (рис. 6). При квитировании аларма в нужную переменную контроллера будет записано заданное значение. В нашем примере лампочка продолжит гореть, а звуковой сигнал будет снят. Рис. 6. Запись в паспорт при квитировании. Поскольку щит может иметь свою местную сигнализацию, то, очевидно, он может иметь и инструмент для квитирования сигнализации там же, по месту. Например, это может быть кнопка Съем звука. Оператор нажимает кнопку на щите, инициируя запись в переменную контроллера. Контроллер обрабатывает изменение переменной, квитирует аварию и прекращает проигрывание звука. Если отследить с верхнего уровня состояние этой переменной, то можно по команде квитирования по месту сквитировать аларм на верхнем уровне. Для этого нам пригодится опция квитирование паспортом (рис. 7). Рис. 7. Квитирование паспортом. Таким образом, используя перечисленные 4 опции, можно строить распределенные системы сигнализации, которые частично будут обрабатываться на нижнем уровне, а частично на верхнем. Это позволит организовать одновременно и центральную сигнализацию на пульте диспетчера, и местную сигнализации с возможностью квитирования как централизованно, так и по месту. |