Лекции TRACE Mode. Особенности проектирования асутп в scadaсистеме trace mode
 Скачать 42.64 Mb.
|
|
SYNC/CACHE – синхронное чтение из CACHE; SYNC/DEVICE – синхронный обмен данными с устройством; ASYNC/DEVICE – асинхронный обмен данными с устройством; ADVISE – асинхронное чтение данных при изменении их значений. В режиме ADVISE МРВ принимает значения, присылаемые по каналу подписки. Они обычно присылаются сервером только при изменении значения параметра. В режиме ASYNC МРВ опрашивает OPC-сервер и принимает данные, присылаемые по каналу подписки в случае изменения значения параметра. При этом поддерживаются следующие типы данных: - VT_R4 (FLOAT, 4 байта) – для каналов типа Float; - VT_I4 (INT, 4 байта) – для каналов типа Hex. Для обмена данными по OPC между мониторами ТРЕЙС МОУД используются каналы подтипа СВЯЗЬ с дополнениями In OPC – прием данных от МРВ по OPC , Out OPC – передача данных МРВ по OPC. При настройке связи по OPC для каждого узла необходимо указать имя компьютера, на котором он будет запущен. Для этого в диалоге Параметры узла на бланке Основные предусмотрено поле Имя компьютера. Для доступа к удаленному компьютеру может потребоваться запуск утилиты DCOMCNFG.EXE и установка соответствующих разрешений пользователям. Каналы для связи с ОРС-сервером создаются процедурой автопостроения. Чтобы запустить её, следует, находясь в окне объектов настраиваемого узла, выполнить команду “Связать с OPC-сервером” из меню “Узел” или нажать сочетание клавиш “Alt”+”L”. При этом появится экран “Выбор сервера OPC”, на котором имеется тир кнопки: ”Добавить”, ”Удалить”, ”Изменить”. Нажатие кнопки ”Добавить” выводит на экран “Выбор сервера OPC” перечень серверов, зарегистрированных на локальной машине или на любом компьютере, присутствующем в сети. Указанный сервер добавляется в список предыдущего диалога. По нажатию кнопки ”Удалить” выделенный в списке сервер удаляется из окна. Кнопка ”Изменить” используется для замены выделенного сервера. Она выводит на экран тот же диалог, что и кнопка ”Добавить”. Выбранный в нем сервер заменяет текущий. Чтобы создать каналы ТРЕЙС МОУД для обмена с выделенным в списке сервером, надо нажать ЛК на кнопке “Выбрать”. В левом окне появившегося экрана следует выбрать каналы OPC-сервера, которые надо контролировать в МРВ, и перенести их в правое окно нажатием ЛК на кнопке “>>”. После выхода из этого диалога в базе каналов появится новый объект, имя которого образовано из идентификатора OPC-сервера. В нем создаются каналы для обмена с указанными каналами сервера. 1.4.6. Обмен с базами данных через механизмы ODBC. Для связи с базами данных и бизнес-приложениями в МРВ встроена поддержка интерфейса ODBC [1]. МРВ может запрашивать данные из зарегистрированных источников данных ODBC и записывать в них значения каналов. При этом передача значений каналов может осуществляться как в режиме формирования новых записей в базе (INSERT), так и в режиме обновления существующих (UPDATE). Чтобы связаться с базами данных (БД) по ODBC в директории проекта, надо создать конфигурационный файл odbc.cfg. Этот файл имеет текстовый формат. В нем описывается база данных, имя пользователя, имеющего доступ к ней, а также элементы запросов на языке SQL для управления обменом данными. При этом с целью обеспечения обмена с любыми ODBC-серверами фрагменты SQL-запросов следует записывать прописными буквами. Перед тем как создать источник данных, необходимо убедиться в наличии TRACE MODE драйвера ODBC driver, установка которого обычно производится автоматически при инсталляции системы. Если по каким-то причинам он не установлен, необходимо выполнить его установку вручную [1]. Для взаимодействия с любой базой данных ее надо зарегистрировать как источник с помощью панели управления WINDOWS. Это могут быть популярные программы Microsoft Access или Excel. Так, если проектная документация составлена в виде таблиц программы Microsoft Access и сконфигурирована в файл “Проектная документация.mdb”, то чтобы переписать её в БД необходимо:
TRACE MODE имеет мощные средства для создания распределенных АСУТП, включающих в себя до трех уровней иерархии: Уровень контроллеров – нижний уровень; уровень операторских станций – верхний уровень; административный уровень. Деление на уровни иногда может быть весьма условным. В малых системах функции всех уровней часто реализуются на одной операторской станции. В крупных же на каждом уровне может быть выделена своя иерархия. Тем не менее, в большинстве случаев такое деление правомерно. Необходимо заметить, что при разработке крупных сетевых систем, включающих в себя десятки узлов, лимитирующим элементом становятся не характеристики пакета по количеству одновременно работающих в сети узлов, а пропускная способность линий связи. Исполнительная система TRACE MODE включает в себя мониторы, предназначенные для работы на всех уровнях систем управления. 1.5.1. Уровень контроллеров. На этом уровне реализуется сбор данных от датчиков и НЦУ. Для создания этого уровня предусмотрены мониторы: Микро МРВ, Микро МРВ Модем+, Микро МРВ GSM+. Первый из них предназначен для запуска в контроллерах, связанных с верхним уровнем по локальной сети или последовательному интерфейсу, второй – при связи по коммутируемым линиям, а третий – по GSM-сети. При использовании выделенных телефонных линий или радиоканалов следует применять первый монитор. Эти мониторы не имеют графического интерфейса. Однако по математическим функциям они идентичны мониторам верхнего уровня, а также имеют ряд функций, необходимых для работы в контроллерах (например, поддержка сторожевого таймера). 1.5.2. Оперативный уровень. Для верхнего уровня АСУТП предусмотрены такие мониторы, как МРВ, NetLink МРВ, NetLink Light. Они позволяют создавать рабочие станции оперативного управляющего персонала. МРВ может обмениваться данными с другими мониторами ТРЕЙС МОУД, а также с любыми контроллерами через встроенные протоколы или драйвер. Он запрашивает данные у нижнего уровня и передает ему команды управления. Полученные данные могут отображаться, архивироваться и передаваться другим приложениям WINDOWS по протоколам ODBC, OPC и DDE. NetLink МРВ – это сетевая рабочая станция. Этот монитор может обмениваться данными с операторскими станциями (по последовательному интерфейсу или локальной сети), а также с Микро МРВ, работающими в PC-based контроллерах. По функциям визуализации, архивирования, связи с базами данных и документирования NetLink МРВ аналогичен МРВ. В отличие от МРВ, в нем блокированы поддержка плат УСО, обмен с драйвером, обмен по встроенным протоколам MODBUS и DCS, а также клиентские функции OPC и DDE. NetLink Light – это сетевой графический терминал. Он не имеет своего сервера матобработки, а связывается с сервером МРВ или NetLink МРВ, запущенным на другом компьютере. NetLink Light позволяет создавать дополнительные рабочие места оператора. 1.5.3. Административный уровень. Задачей данного уровня управления является контроль текущего состояния производственных процессов и анализ функционирования производства по архивным данным. Для решения задач данного уровня предусмотрен монитор SUPERVISOR . Он является специализированной графической консолью, которая может подключаться к серверу матобработки МРВ, NetLink МРВ или ГР. В первых двух случаях просматривается локальный СПАД архив, а в последнем – глобальный архив. Кроме того, SUPЕRVISOR можно переключить в режим реального времени. В этом случае он работает как консоль NetLink Light, и может использоваться для управления процессом. При работе с архивами SUPЕRVISOR реализует следующие функции: отображение последних изменений значений каналов; просмотр архивов в режиме PLAYBACK; просмотр на заданное архивное время с пошаговым переходом по времени. До тех пор, пока речь идет о связи между компонентами одного узла, не возникает вопрос об аппаратно/программном интерфейсе, который должен быть задействован для обеспечения связи, – 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. 2.3.1. Графический интерфейс. Для разработки средств визуализации состояния технологического процесса и управления им (создания человеко-машинного интерфейса для операторских станций – графических баз для узлов проекта) в SCADA-системе Trace Mode имеется редактор преставления данных. В него загружается структура проекта, созданная в редакторе базы каналов. Выбрав требуемый узел проекта, можно редактировать его графическую базу. Эта база включает в себя все графические фрагменты, которые выводятся на монитор данной операторской станции. Совокупность всех экранов для представления данных и супервизорного управления, входящих в графические базы узлов проекта составляют его графическую часть. Экраны в графических базах узлов проекта подразделяются на группы. Каждая группа имеет свое название. Группировку экранов удобно использовать исходя из их функционального назначения. Например, в одну группу можно собрать мнемосхемы, в другую – экраны настройки регуляторов, в третью – обзорные экраны и т.п. Одновременно на монитор может выводиться только один экран, каждый из них – это графическое пространство фиксированного размера, на котором размещаются статический рисунок и формы отображения. Он имеет свое имя и набор атрибутов (настроек). К таким атрибутам относятся: Размер, Цвет фона, Обои, Права доступа, Спецификация окна просмотра отчета тревог. Разработка графических экранов осуществляется путем размещения на них графических элементов. Различают статические и динамические элементы. Статические элементы не зависят от значений контролируемых параметров, а также к ним не привязываются никакие действия по управлению выводимой на экран информацией. Эти элементы используются для разработки статической части графических экранов, например для изображения наполняемых емкостей, котлов, моторов и т.п. Поэтому их называют элементами рисования. Динамические элементы называются формами отображения. Эти элементы связываются с атрибутами каналов для вывода их значений на экран. Кроме того, часть форм отображения используется для управления значениями атрибутов каналов или выводимой на экран информацией. Некоторые формы могут также совмещать в себе обе функции. На экранах можно размещать комплексы статических и динамических элементов, оформленных как графические объекты, используемые для тиражирования готовых решений в области создания интерфейса оператора. Графическим объектом называется совокупность форм отображения и элементов рисования, которая оформлена как единый графический элемент. Оформленные в виде объектов типовые графические фрагменты могут вставляться в экраны графических баз любых проектов. Существует два типа графических объектов: «Объект» и «Блок». Первый из них может ссылаться на 256 каналов, а второй – только на один. Для создания и редактирования объектов используются такие же окна, как и при работе с экранами. Разработка объектов идентична процессу разработки экрана. Различие заключается лишь в настройке форм отображения на каналы. В объекте формы отображения связываются с его внутренними каналами. Эти каналы при размещении объекта на экране настраиваются на реальные каналы редактируемого узла. Trace Mode позволяет осуществлять ряд операций с графическими объектами: копирование, сохранение и вставка в другие проекты или графические базы того же проекта, вывод в отдельные окна на других экранах и т. д. Для хранения графических объектов используются графические библиотеки. Каждая библиотека имеет имя и список включенных в нее объектов. Чтобы в дальнейшем использовать созданную библиотеку, ее надо сохранить в файле. Для получения доступа к сохраненной ранее библиотеке надо ее загрузить в редактор представления данных. 2.6 Математическая обработка данных Любая АСУ требует математической обработки данных – как в измерительных информационных потоках (датчик => УСО => контроллер => операторская станция), так и в управляющих (операторская станция => контроллер => исполнительное устройство). Для математической обработки данных в TRACE MODE 6 предусмотрены следующие средства: внутренние алгоритмы числовых каналов; программы. Для разработки программ в ИС встроены языки Техно ST, Техно SFC, Техно FBD, Техно LD и Техно IL, являющиеся модификациями языков ST (Structured Text), SFC (Sequential Function Chart), FBD (Function Block Diagram), LD (Ladder Diagram) и IL (Instruction List) стандарта IEC61131-3. Программы, разрабатываемые в ИС, позволяют использовать функции из внешних библиотек (DLL). Эти средства обеспечивают возможность математической обработки данных в любом звене информационного потока. 2.20 Языки программирования в TRACE MODE Для программирования алгоритмов функционирования разрабатываемого проекта АСУ в TRACE MODE 6 включены языки Техно ST, Техно SFC, Техно FBD, Техно LD и Техно IL. Данные языки являются модификациями языков ST (Structured Text), SFC (Sequential Function Chart), FBD (Function Block Diagram), LD (Ladder Diagram) и IL (Instruction List) стандарта IEC61131-3. Программы и некоторые их компоненты (функции, шаги и переходы SFC и т.п.) могут быть разработаны на любом из встроенных языков в46 соответствующем редакторе. Для создания и редактирования свойств аргументов, переменных, функций и структурных типов программы, а также для использования в программе функций из внешних библиотек в интегрированную среду разработки проекта встроены специальные табличные редакторы. TRACE MODE 6 имеет также средства для отладки программ. Основным языком программирования TRACE MODE 6 является Техно ST. 2.20.1 Техно ST Для описания структуры программы и операторов приняты следующие терминологические соглашения: выражение – последовательность операндов (аргумент операции. a+b, a и b операнды), разделителей и символьных операторов, задающая вычисление без присвоения результата; предложение – последовательность лексем (Лексема – последовательность допустимых символов языка программирования), определяющая выполнение логически законченного промежуточного действия. Таким действием может быть присвоение переменной результата вычислений, вызов функции-блока и т.п. Операторы (кроме символьных) также образуют предложения. На основании этих соглашений программа или ее компонент на языке Техно ST определяется как последовательность предложений. Каждое предложение должно завершаться точкой с запятой. Исключением из этого правила являются операторы определения переменных, для завершения которых точка с запятой не используется. Длина строки программы не ограничивается, лексемы разделяются произвольным числом пробелов, знаков табуляции или символов перевода строки. Основная точка входа в программу определяется следующей конструкцией: program {определение аргументов} {список предложений} end_program Необязательное выражение {определение аргументов} задается аналогично выражению {определение переменной} для операторов определения переменной. В дальнейшем конструкция program…end_program называется основной программой. Функции, глобальные переменные и структурные типы не могут быть определены в основной программе. Основная точка входа создается автоматически при создании программы. Если для программы выбран язык ST или IL, конструкция program ... |