Лекции TRACE Mode. Особенности проектирования асутп в scadaсистеме trace mode
 Скачать 42.64 Mb.
|
|
Часть из них задается в редакторе базы каналов и не может быть изменена в реальном времени. Другие могут иметь начальные значения и доступны для изменения. 1.2.4. Подтип канала. Подтип канала указывает класс источников или приемников данных, с которыми будет связываться канал. Для каналов типа INPUT подтип характеризует получаемую ими информацию (АНАЛОГ – значение АЦП, считанное с платы УСО, СИСТЕМНЫЙ – состояние системы, СВЯЗЬ – данные с удаленных узлов проекта и пр.). Каналы OUTPUT имеют тот же набор подтипов, что и каналы INPUT. Однако для них подтип определяет класс приемников, а не источников данных (АНАЛОГ – значение ЦАП, СИСТЕМНЫЙ – состояние системы, СВЯЗЬ – значения управляемых каналов на удаленных узлах проекта и пр.). Всего существует шестнадцать подтипов каналов. Все они могут задаваться как для входных, так и для выходных каналов. Подтип канала задает класс источников или приемников данных. Кроме того, подтип канала определяет также количество его дополнительных настроек. Уточнение источника или приемника в рамках заданного подтипом класса осуществляется с помощью дополнения к подтипу. Последний уровень адресации источника или приемника данных осуществляется с помощью настроек канала. 1.2.5. Атрибуты каналов. Границы шкалы указывают возможный диапазон изменения контролируемого параметра. Например, если датчик позволяет измерять давление в диапазоне от 0 до 10 кгс/см2 , то его показания, лежащие вне данного диапазона, являются заведомо недостоверными. Если задать для канала границы шкалы, то при выходе за них его реального значения может автоматически формироваться признак недостоверности данных. Эта информация может быть доведена до оператора и зафиксирована в архивах. Пример [1]
Рассмотрим решение следующей задачи: при понижении давления в котле ниже предаварийной границы (НГ_0) надо записать в отчет тревог сообщение "КОТЕЛ_1 предаварийное состояние" и проиграть предупреждающий звуковой файл. Для решения этой задачи потребуются два канала. Настроим один из них на прием данных (INPUT) от датчика давления и зададим ему имя ДАВЛЕНИЕ. Для этого канала в диалоге Реквизиты установим флаг сохранения в отчете тревог и, исходя из технологических требований, зададим значение границы НГ_0 и в бланке Сообщения в отчет тревог введем требуемое сообщение для записи в отчет тревог. Второй канал должен иметь тип OUTPUT, подтип СИСТЕМНЫЙ и дополнение к подтипу звуковой файл. Имя этому каналу дадим ЗВУК. Далее создадим программу, содержащую два аргумента. Эта программа должна при отличии первого аргумента от 0 формировать значение второго аргумента, равным 1 (номер звукового файла, содержащего вой сирены), а в противном случае - 0. Установим ссылку на эту программу из процедуры УПРАВЛЕНИЕ канала ЗВУК. В качестве первого аргумента будем использовать значение интервала канала ДАВЛЕНИЕ, а в качестве второго - реальное значение канала ЗВУК. Теперь при переходе реального значения канала, измеряющего давление, через границу НГ0 аппаратное значение канала, управляющего звуковой платой, будет равно 1. Файл с записанным звуковым предупреждением должен находиться в директории проекта и иметь имя 1.wav.
Если речь идет о связи между компонентами одного узла, то вопрос об аппаратно-программном интерфейсе, который должен быть задействован для обеспечения связи, не возникает. В этом случае достаточно выполнить конфигурирование свойств связь/вызов компонентов. Если взаимодействующие компоненты относятся к разным узлам, интерфейс связи, как правило, должен быть указан и сконфигурирован. Мониторы реального времени ТРЕЙС МОУД могут обмениваться данными по следующим линиям: локальная сеть; последовательный интерфейс RS-232, RS-485, RS-422; радиоканал; выделенная телефонная линия; коммутируемые телефонные линии; сети GSM. По этим носителям необходимо организовать информационные потоки всех уровней системы управления. При этом могут реализоваться как вертикальные связи (между уровнями), так и горизонтальные (между узлами одного уровня). Например, при задании связи двух каналов разных узлов по RS необходимо создать в узлах компоненты COM-порт, задать для них необходимые параметры и указать для канала-приемника используемый интерфейс связи. 1.4. Типы интерфейсов и механизмы обмена 1.4.1. Последовательный интерфейс. Обмен по всем линиям, кроме локальной сети, реализуется через последовательный порт по протоколу M-Link. Узлы в сети M-Link неравноправны: один имеет статус Master, а остальные – Slave. Такие сети следует использовать для связи между операторскими станциями и контроллерами. Монитор со статусом Master является активным. Он посылает команды управления и запросы на передачу информации. Монитор со статусом Slave принимает посланные ему команды и передает запрошенные данные. Команды управления содержат указания на изменение значений атрибутов каналов удаленного узла. Таким образом, запросы, посылаемые монитором со статусом Master, могут быть двух типов: 1) запрос данных (используется для получения значений каналов или другой информации от монитора со статусом Slave); 2) запрос на изменение (используется для изменения значений атрибутов каналов на удаленном мониторе). В запросах на изменение передаются новые значения корректируемых атрибутов удаленной базы. Следует отметить, что в одной сети M-Link не может быть двух мониторов, для которых установлен статус Master. Чтобы один монитор выступал и как Master, и как Slave, надо создать параллельные сети, используя при этом по два последовательных порта на каждом узле. Тогда два монитора смогут работать в режиме Master. 1.4.2. Обмен по протоколу M-Link. Для обмена данными между мониторами ТРЕЙС МОУД по последовательному интерфейсу используется протокол M-Link. Он применяется для обмена по интерфейсам RS-232, RS-485, RS-422, радиоканалу, коммутируемым телефонным линиям и GSM сети. Используя протокол M-Link, в рамках ТРЕЙС МОУД можно создавать сетевые комплексы на базе последовательного интерфейса RS-485. Такие комплексы могут включать в себя до 128 узлов (контроллеров и операторских станций). При этом связь может осуществляться по нескольким последовательным портам. Для связи двух мониторов можно использовать интерфейс RS-232. Чтобы связаться с несколькими удаленными узлами по этому интерфейсу, нужно иметь соответствующее количество последовательных портов. Это позволяет организовать связь типа "звезда". Такая конфигурация может потребовать дополнительных затрат на многоканальные платы. Однако она позволяет быстрее передавать данные за счет распараллеливания обмена с разными удаленными узлами. ТРЕЙС МОУД поддерживает обмен одновременно по 32 последовательным портам. Для связи сильно разнесенных в пространстве мониторов можно использовать радиоканал, выделенные или коммутируемые телефонные линии. В этих случаях нужны дополнительные устройства – модемы. Они согласуют электрические характеристики последовательных портов и используемой среды передачи. 1.4.3. Организация ввода/вывода данных. Настройка каналов. Для обмена данными по последовательному интерфейсу между мониторами Trace Mode применяются каналы подтипа СВЯЗЬ. В зависимости от направления передачи информации используются разные дополнения к подтипу этих каналов. Для запроса данных по протоколу M-Link предназначены каналы подтипа СВЯЗЬ с дополнением In M_Link и дополнением In M_Link(T) . Для второго из них вместе со значением канала передается время его последнего изменения. При этом отображаемое время изменения значения канала соответствует времени того МРВ, из которого считывается канал. Оно копируется в соответствующий атрибут запрашивающего канала, а также заносится в архивы. Для передачи данных следует использовать каналы с дополнением OUT M_Link и дополнением OUT M_Link(T) . В последнем случае так же, как и при запросе, со значением канала передается время его формирования. При считывании значения канала по M-Link(T) из МикроМРВ в МРВ отображаемое время изменения канала соответствует времени МРВ. Указанные каналы имеют следующие настройки: NN – номер последовательного порта; NODE – имя удаленного узла; CH – имя канала на удаленном узле; ATR – копируемый атрибут удаленного канала; OBJ – имя объекта в базе каналов удаленного узла. Номер последовательного порта задается вводом с клавиатуры в соответствующем поле диалога Каналы объекта. Значение этой настройки должно быть на 1 меньше номера соответствующего порта (0 – COM1, 1 – COM2, …). Остальные настройки указываются в диалоге выбора канала. Он выводится на экран при нажатии ЛК в области задания значения любой из них. Пример. Настроить канал для передачи значения верхнего предела показаний аналогового датчика из операторской станции АРМ в 1-й аналоговый канал 1-го посадочного места платы УСО контроллера MFC_1 по последовательному интерфейсу от порта COM1. Решение. Канал объекта _БАЗА с именем AI_-peHL_out будет иметь следующие настройки: Тип – OUT; подтип – СВЯЗЬ; дополнение к подтипу – In M_Link; NN - 0; NODE - MFC_1; CH – AI_-pe01-0001; ATR - ВПредел; OBJ - _БАЗА. Следует отметить, описанные каналы создаются только в базе монитора со статусом Master. Каналы выдачи команды (OUT) по последовательному интерфейсу не работают, если на тот же COM-порт не настроен хотя бы 1 канал INPUT (даже выключенный). При ответе на запрос узел со статусом Slave анализирует аппаратную недостоверность запрашиваемого канала. Если значение недостоверно, то вместо него отсылается значение FFFF. Узел со статусом Master, получив такое значение, не изменяет значение запрашивающего канала, но выставляет ему флаг недостоверности. 1.4.4. Настройка МРВ для обмена по M-Link. Для обмена данными по протоколу M_Link необходимо настроить соответствующие параметры запуска узла. К ним относятся статус узла, а также физические параметры связи. Параметры обмена по протоколу M_Link настраиваются в бланках Основные и Параметры последовательных портов диалога Параметры узла. Для входа в этот диалог необходимо нажать ПК на изображении настраиваемого узла в редакторе базы каналов. Статус узла при обмене по протоколу M_Link задается в бланке Основные диалога Параметры узла. Чтобы узел поддерживал статус Master, необходимо установить флаг M_Link в разделе Host Mode данного бланка, а для поддержки режима SLAVE – тот же флаг в разделе Slave Mode. Кроме статуса, при обмене по M_Link необходимо настроить физические параметры порта, через который будут передаваться данные. Для обмена данными с контроллерами по последовательным интерфейсам надо настроить используемые порты. Это реализуется в бланке Параметры последовательных портов диалога Параметры узла редактора базы каналов. Для входа в него надо выделить настраиваемый узел и нажать ПК. Этот бланк содержит список последовательных портов (COM1 – порт 0, COM32 – порт 31) и семь полей настройки параметров выбранного в списке порта. Такими параметрами являются:
Значение параметра «Назначение порта» формируется из списка, содержащего четыре следующих пункта:
По умолчанию устанавливается значение Связь с контроллерами. Это означает, что порт используется для обмена с контроллерами через внешний драйвер или по встроенным протоколам со статусом Master. Для обмена по протоколу M_Link со статусом Slave, в данном поле следует установить назначение – Slave M_Link. Режим связи Modem нужно установить для порта при его использовании для обмена по коммутируемым линиям, а GSM_SMS – при обмене по GSM сети. Два поля бланка Параметры портов такие, как «Базовый адрес порта» и «Номер используемого прерывания» предназначены для задания базового адреса и номера прерывания порта. Они имеют смысл при настройке узла, запускаемого под управлением МикроМРВ. В остальных случаях эти параметры портов настраиваются средствами WINDOWS из Панели управления (см. Справочную систему ТРЕЙС МОУД). В любом случае их нельзя оставлять нулевыми, желательно задать их реальные значения. Например, Базовый адрес порта – 3f8, Номер используемого прерывания – 4. Следующее поле «Скорость обмена» заполняется из списка: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19.2k, 38.4k, 57.6k, 115.2k, 144k, 192k, 288k, 576k. Причем скорость обмена по протоколу M-LINK не должна быть ниже 600 бит/с. Её величина при обмене по последовательным портам ограничивается расстоянием и наличием помех в линии. Чем ниже скорость обмена, тем меньше вероятность сбоя. Например, она может быть назначена равной 4800 бит/с. В поле «Параметры связи» задаются такие параметры обмена, как: количество информационных бит в посылке; количество стоповых бит; наличие проверки на четность. Значение всех этих параметров задается выбором из списка. Каждая строка этого списка содержит одно из доступных сочетаний этих трех параметров. Эти строки имеют следующий формат: k-m-x , где k – количество информационных бит; m – количество стоповых бит; x – наличие проверки на четность (n – отсутствие проверки, e – проверка на четность, o – проверка на нечетность). Значение поля «Таймаут на ожидание ответа» вводится непосредственно с клавиатуры. Оно задает время ожидания ответа от устройства, которому был послан запрос по данному порту. Величина времени ожидания задается в миллисекундах. Если величина таймаута не задана, то она принимается равной 100 мс. Если в течение времени таймаута ответ на запрос от устройства или МРВ не пришел, то каналу, запрашивающему эти данные, взводится флаг аппаратной недостоверности. Кроме того, для задания времени задержки на включение передатчика после завершения приема в каналах на базе RS-485 и RS-232 используется таймаут «RS-передача». Его значение в миллисекундах задается в бланке Таймауты того же диалога. В поле «Режим управления передатчиком» вносится «Нет», если не требуется управлять передатчиком. Остальные пункты, кроме первого, задают различные режимы управления. Можно заметить, что МикроМРВ поддерживает до 4 связей со статусом Master по M-Link или по другому встроенному протоколу (по 4-м COM-портам, имеющим один и тот же вектор прерывания), а со статусом Slave – только одну связь (на любом прерывании). В рамках задач управления обменом по последовательным портам ТРЕЙС МОУД позволяет осуществлять следующие операции:
Подробнее см. в справочной системе ТРЕЙС МОУД. 1.4.5. Обмен данными через механизмы OPC. Одним из самых перспективных стандартов обмена данными между приложениями WINDOWS при создании систем управления является механизм OPC. OPC (OLE for Process Control) - стандартизованные интерфейсы для Microsoft технологии COM, предназначенные для применения в области автоматизации управления технологическими процессами. Стандарт ОРС разработан международным фондом OPC Foundation, который был создан фирмами Fisher-Rosemount, Intellution, Intuitive Technology, Opto22, Rockwell и Siemens в 1995 г. В 1996 г. появилась первая версия спецификации ОРС. ОРС в настоящее время является стандартом, который признан разработчиками, системными интеграторами и пользователями АСУ ТП. Сегодня практически все производители программного и аппаратного обеспечения АСУ ТП разрабатывают продукты, соответствующие этому стандарту. За последние несколько лет ОРС серверы полностью вытеснили DDE (Dynamic Data Exchange) серверы и специализированные драйверы для аппаратных средств автоматизации. DDE - самый старый (время появления - 1989-1991 гг.) и очень медленный способ динамического обмена данными между Windows приложениями, был со временем заменен (преобразован) в OLE (Object Linking and Embedding). OLE первоначально и до середины 90-х годов использовался исключительно Microsoft для обмена данными между ее офисными приложениями. Во время разработки Windows NT появилась технология DCOM (Distributed Componet Object Model) как продолжение технологии COM. DCOM была разработана для распределенных клиент-серверных приложений. Один клиент мог одновременно использовать несколько серверов, установленных на разных компьютерах в сети и каждый сервер одновременно мог обслуживать несколько клиентов. В настоящее время ОРС базируется практически исключительно на DCOM технологии фирмы Microsoft для распределенных систем. Главным понятием DCOM является понятие интерфейса, посредством которого DCOM-объекты обслуживают клиентов. OPC-сервер NLopc является программной системой, позволяющей подключить аппаратуру, выпускаемую НИЛ АП (г. Таганрог), к программному обеспечению сторонних производителей, если оно удовлетворяет стандарту ОРС. Сервер NLopc имеет следующие отличительные особенности:
Сервер NLopc работает под Windows2000, XP или NT, позднее Windows NT 4.x. Требования к аппаратным показателям компьютера (объем RAM, объем HDD, и т.д.) полностью соответствуют требованиям к операционной системе. Оптимально подходят для работы сервера NLopc Windows NT 4.x, Windows NT 2000, Windows XP. Требуемый объем свободного места на жестком диске составляет пять мегабайт. ОРС-сервер работает только с СОМ портами или их эмуляторами. МРВ может выступать в качестве OPC-сервера и OPC-клиента. В качестве OPC-клиента он поддерживает следующие режимы: |