Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования

• Название: Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования
• Анкор: citis
• Дата: 26.03.2023
• Размер: 0.76 Mb.
• Имя файла: 6232460.doc
• Тип: Курс лекций; #1016440
• страница: 2 из 3

Таблица 1. Целочисленные типы

Тип	Нижний предел	Верхний предел	Размер в байтах
BYTE	Строка из 8 бит		1 (8 бит)
WORD	Строка из 16 бит		2 (16 бит)
DWORD	Строка из 32 бит		4 (32 бит)
LWORD	0	2^64-1	8 (64 бит)
SINT	-128	+127	1
INT	-32768	+32767	2
DINT	-2^31	+2^31-1	4
LINT	-2^63	+2^63-1	8
USINT	0	255	1
UINT	0	65535	2
UDINT	0	2^32-1	4
ULINT	0	2^64-1	8

Целые числа могут быть представлены в двоичной, восьмеричной, десятичной или шестнадцатеричной системе счисления. Числовые константы отличные от десятичных требуют указания основания системы счисления перед знаком «#». Например:

Двоичное	2#1010_1100
Восьмеричное	8#16
Десятичное	78
Шестнадцатеричное	16#4E

Примечание. Символ подчеркивания не влияет на значение и используется для улучшения зрительного восприятия числа.

Общая структура программы на языке ST (структурированный текст) состоит из двух разделов: раздел описания переменных и раздел действий. Например:

VAR in0, in1: WORD; (*Это комментарий. Переменные in0 и in1 типа WORD*) in2: SINT:=5; (*Тип SINT начальное значение 5*) in1: BYTE:=16#f5; (*Тип BYTE начальное значение f5*) END_VAR In1:=2#1010_1000; (*равносильно 2#10101000*)

• 
  Логические переменные объявляются ключевым словом BOOL (алгебра Буля). Они могут принимать значение логического нуля FALSE (Ложь) или логической единицы True (Истина). При начальной инициализации начальное значение равно FALSE (Ложь).
  

VAR out1: BOOL; (* Переменная логического типа*) out2: BOOL:=TRUE; (*переменная лог. типа значение TRUE*) END_VAR out1:=out2 > 100; (*результат операции сравнения можно присваивать лог. переменной*)

• 
  Переменные действительного типа REAL представляют действительные числа в диапазоне ±10^±38. Из 32 бит занимаемых числом мантисса занимает 23 бита. В результате точность представления составляет 6-7 десятичных цифр. Длинный действительный формат LREAL занимает 64 бита с мантиссой в 52 бита. Точность 15-16 десятичных цифр и диапазоном ±10^±307.
  
• 
  Переменные типа TIME используются для выражения интервалов времени.
  

VAR (* Переменная состоит из полей дней (d), часов (h), минут (m), секунд (s)*) time1: TIME:=t#1d_5h_14m_15s; time1: TIME:=t#14m_15s; END_VAR Time1:=t#1m_65s; (*ошибка*) Time1:=t#1m_59s; (*правильно*) Time1:=t#165s; (*правильно*) Time1:=t#1.2s; (*равносильно 1s 200 ms*)

• 
  Тип переменных время суток и дата.
  

Date1: DATE:=D#2002-01-31;

Дата записывается в формате Год-Месяц-Число:

time1: TIME:=TOD#16:03:15.47;

Время записывается в формате асы:Минуты:Секунды:
Дата и время записывается DATE_AND_TIME#2002-01-31-16:03:15.47

или DT#2002-01-31-16:03:15.47

• 
  Тип строковых переменных STRING определяет переменные, содержащие текстовую информацию. Размер строки задается при объявлении
  

VAR str1: STRING(20); (* Строка вмещает 20 символов*) str2: STRING(60):=’Протяжка’; (*апостроф – одиночная кавычка*) END_VAR

Таблица 2. Непечатные символы

Обозначение	Код
$$	Знак доллара
$’	Одиночная кавычка
$L	Перевод строки
$N	Новая строка
$P	Перевод страницы
$R	Разрыв страницы
$T	Табуляция

• 
  Массивы представляют собой множество элементов с произвольным доступом. Массивы бывают одномерными, двумерными и трехмерными.
  

VAR massXY: ARRAY [1..10,1..20] of INT; (*двумерная таблица 10 строк и 20 столбцов*) massSTR:ARRAY[0..9] of STRING(12); (*10 элементов типа строка по 12 символов*) massXY: ARRAY [1..10] of INT:=1,3,5,7,11,13,17,19,23,29; (*простые числа*) massSTR:ARRAY[1..2] of STRING(12):=’Вася’; END_VAR massSTR[2]:=’Петя’; (*Запись строки во 2 элемент массива*)

• 
  Структуры предназначены для создания новых типов данных на основе элементов базовых типов. Описание структуры происходит глобально на уровне проекта (структура получает идентификатор). После этого можно объявлять переменные типа структура (идентификатор).
  

Пример объявления структуры:

TYPE base: STRUCT Name: STRING(32); Group: STRING(6); Kurs: INT; END_STRUCT END_TYPE

Объявление переменной student и начальная инициализация

VAR Student: BASE:=( Name:=’Иванов Иван’); END_VAR Student.group:=’21-АТМ’; Student.kurs:=2;

III.2.2. Настройка связей с контроллерами средствами OPC-сервера.
ОРС сервер - программа, которую MasterSCADA использует в качестве "посредника" для доступа к данным, поступающим от аппаратных средств. Это можно представить следующим образом:

Рис. 6. Доступ данных аппаратных средств и MasterSCADA


OPC (OLE for Process Control) — семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами. Многие из OPC протоколов базируются на Windows-технологиях: OLE (Object Linking and Embedding – технология связывания и внедрения объектов в другие документы и объекты), ActiveX, COM/DCOM. Такие OPC протоколы, как OPC XML DA и OPC UA являются платформо-независимыми.

Создание и поддержку спецификаций OPC координирует международная некоммерческая организация OPC Foundation opcfoundation.org, созданная в 1994 году ведущими производителями средств промышленной автоматизации.

OPC — набор спецификаций стандартов. Каждый стандарт описывает набор функций определенного назначения. Текущие стандарты:

1. 
   OPC DA (Data Access) — основной и наиболее востребованный стандарт. Описывает набор функций обмена данными в реальном времени с ПЛК, РСУ, ЧМИ, ЧПУ и другими устройствами.
   
2. 
   OPC HDA (Historical Data Access) — в то время как OPC Data Access предоставляет доступ к данным изменяющимся в реальном времени, OPC Historical Data Access предоставляет доступ к уже сохраненным данным.
   
3. 
   OPC AE (Alarms & Events) — предоставляет функции уведомления по требованию о различных событиях: аварийные ситуации, действия оператора, информационные сообщения и другие.
   
4. 
   OPC Batch — предоставляет функции шагового и рецептурного управления технологическим процессом (в соответствии с стандартом S88.01)
   
5. 
   OPC DX (Data eXchange) — предоставляет функции организации обмена данными между OPC-серверами через сеть Ethernet. Основное назначение — создание шлюзов для обмена данными между устройствами и программами разных производителей.
   
6. 
   OPC Security — определяет функции организации прав доступа клиентов к данным системы управления через OPC-сервер.
   
7. 
   OPC XML-DA (XML-Data Access) — предоставляет гибкий, управляемый правилами формат обмена данными через SOAP и HTTP.
   
8. 
   OPC UA (Unified Architecture) — последняя по времени выпуска спецификация, которая основана не на технологии Microsoft COM, что предоставляет кросс-платформенную совместимость.
   

В настоящее время общепризнанным стандартом является только спецификации OPC DA и OPC HDA. Поддержка OPC HDA из российских полнофункциональных SCADA-систем реализована только в MasterSCADA, SCADA TRACE MODE и КРУГ-2000.

Суть OPC — предоставить разработчикам промышленных программ универсальный фиксированный интерфейс (то есть набор функций) обмена данными с любыми устройствами. В то же время разработчики устройств предоставляют программу, реализующую этот интерфейс (набор функций).

Пример 1. Обмен данными MasterOPC server и MasterSCADA в лабораторной работе «Сбор данных и оперативное диспетчерское управление в MasterSCADA», см. Приложение 1.

Рис. 7. Обмен данными MasterOPC server (слева) и MasterSCADA (справа)






Примечание. Показания датчика уровня жидкости симулировано на программном уровне. В данном примере использована конфигурация simulator.mbc входящая в состав Modbus Universal MasterOPC Server 32 v. 2.0.0.16 http://www.masteropc.ru/prices/info.php?pid=6944.
Пример 2. Обмен данными MasterOPC server и MasterSCADA в лабораторной работе «Датчики в системе MasterSCADA», см. Приложение 2.

Рис. 8. Обмен данными MasterOPC server и MasterSCADA





Пример 3. Знакомство с системой программирования логических контроллеров MasterPLC Designer, см. Приложение 3.

Список источников:

1. 
   Справочная система MasterSCADA ver. 3.6
   
2. 
   Основы проектирования в MasterSCADA. Методическое пособие с официального сайта masterscada.ru
   
3. 
   Видеопримеры: First-project.swf http://masterscada.ru/?additional_section_id=233
   
4. 
   Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного программирования / Под ред. профессора В. П. Дьяконова.-М.:СОЛОН-Пресс, 2004. - 256 с. (Серия «Библиотека инженера»).
   

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Лабораторная работа №1. Основы проектирования в системе MasterSCADA.

Цель работы: Изучить основы и приобрести навыки работы с системой сбора данных и оперативного диспетчерского управления MasterSCADA.

Задача. На предприятии установлена емкость высотой 8 метров. Датчик измеряет уровень от 0 до 8 м.

Условие. Нижняя аварийная граница составляет 5%, верхняя – 95%.

Требования к системе.

1. 
   В случае нарушения аварийных границ (верхней или нижней) выдать соответствующее предупреждение.
   
2. 
   Мнемосхема должна отображать текущее значение уровня жидкости.
   
3. 
   Предоставить возможность оператору изменять значения предупредительных границ.
   
4. 
   Оператор должен иметь возможность посмотреть график изменения уровня жидкости по времени.
   
5. 
   Значения измерений и сообщения о нарушениях должны храниться не менее 1 месяца.
   

Инструментальные средства.

1. 
   Система MasterSCADA ver.3.6 (Россия, Москва)
   
2. 
   OPC-сервер MasterOPC (получение данных с ПЛК, датчиков и пр.)
   
3. 
   Показания датчика уровня жидкости с имитируем программой.
   

InSAT_–_MasterOPC__–_MasterOPC_server'>Ход работы.

1. 
   Запустите OPC-сервер MasterOPC: Пуск – Программы – InSAT – MasterOPC – MasterOPC server
   
2. 
   Выполните команду: Открыть – загрузите конфигурацию simulator.mbc
   
3. 
   По правой кнопке мыши – Переименуйте тег SIN в Уровень, см. Рис. 1.
   

Р ис. 1. Загрузка конфигурации OPC-сервера

4. 
   Выполните команды: Сохранить + Сделать стартовым.
   
5. 
   Закройте OPC-сервер.
   
6. 
   Запустите MasterSCADA – создайте новый проект Контроль уровня.
   
7. 
   На странице свойств (справа) – выберите вкладку Шкалы – Добавить – Имя: Уровень – Начало: 0, Конец: 8, Аварийные и предупредительные границы задайте согласно Рис. 2. Шкалы
   

8. 
   По правой кнопке на Системе – Вставить – Компьютер.
   
9. 
   На странице свойств (справа)-поле Имя переименуйте Компьютер1 в АРМ оператора – Применить.
   
10. 
    По правой кнопке на АРМ оператора – Поиск OPC DA серверов –InSAT Modbus OPC server DA
    
11. 
    По правой кнопке на АРМ оператора – Вставить OPC сервер - InSAT Modbus OPC server DA
    
12. 
    По правой кнопке на InSAT Modbus OPC server DA – вставить OPC переменные – Уровень, см. Рис.2
    

Рис. 3.

13. 
    Перейдите в дерево проектов (внизу слева) – по правой кнопке добавьте объект «Емкость».
    
14. 
    Справа внизу – выделите функциональный блок: Обработка сигналов – Повторитель – перетащите мышкой на объект Емкость – на странице свойств Общие (справа вверху) – переименуйте Повторитель в Уровень, см. Рис. 4. Дерево объектов
    

15. 
    Установка связи между переменной OPC-сервера Уровень и Входом элемента Уровень – Перетащите переменную (сверху) на Вход элемента Уровень (внизу). На Входе должна появиться розовая вертикальная черта, см. Рис. 4.
    
16. 
    Выделите объект Емкость и по правой кнопке выполните: Вставить - Команду
    
17. 
    На вкладке Общие задайте имя: ВПГ (верхняя пороговая граница), Тип: Аналоговый
    
18. 
    На вкладке Опрос выхода установите флаг Восстановление при рестарте
    
19. 
    По правой кнопке выполните: Дублировать – переименуйте в НПГ (нижняя пороговая граница), см.
    

Р ис. 5. Дерево объектов

20. 
    Для команды ВПГ – вкладка Опрос выхода – Значение до опроса: 7
    
21. 
    Для команды НПГ – вкладка Опрос выхода – Значение до опроса: 1
    
22. 
    Свяжем команды с границами переменной Выход: выделите Выход – вкладка Контроль значений – в поле Верхняя предупредительная граница перетащите команду ВПГ, в поле Нижняя предупредительная граница – команду НПГ, см. Рис. 6. Вкладка эл. Выход «Контроль значений»
    

23. 
    Для сохранения предупредительных сообщений системы и действий оператора создадим Журнал сообщений: Выделите объект Емкость – вкладка Журналы – Тип: Ново окно – Свойства: флажок Поверх других окон, см. Рис. 7. Основной журнал.
    

24. 
    Создание тренда: выделите вкладку Тренды – Добавить – Имя: Изменение уровня
    
25. 
    По кнопке «Выбор перьев» (звезда)- добавьте переменную Выход, см. Рис. 8 Тренд
    

26. 
    По правой кнопке мыши на оси Y выберите пункт Установки и установите флаги напротив всех границ, см. Рис. 9. Установки оси Y
    

27. 
    Для возврата к менеджеру проектов нажмите кнопку Показать проект
    

28. 
    На странице свойств Тренды тип задайте: Новое окно
    

29. 
    По вкладке Архив можно настроить срок хранения. По условию задачи 30 дней. Менять ничего не нужно, т.к. по умолчанию срок определен в 30 дней.
    
30. 
    Создание Мнемосхемы – Тип: Окно – включите флажок Стартовая мнемосхема компьютера
    
31. 
    По кнопке Открыть – откройте мнемосхему – в Свойствах Цвет фона задайте 224;224;224