Федорович О.Е., Прохоров А.В., Головань К.В. Системы промышленной автоматизации на основе технологии SCADA

Подождите немного. Документ загружается.

SCADA-система Trace Mode. Основные понятия. Редактор базы каналов

OUTPUT. Оно рассчитывается на основе аппаратного значения. В

аналоговых каналах используется процедура масштабирования. Вы-

ходное значение каналов, обрабатывающих дискретные сигналы,

формируется из аппаратного логической обработкой.

Для обработки данных и формирования значений в каналах

Trace Mode выполняются следующие процедуры: масштабирование;

логическая обработка; трансляция; фильтрация; управление.

Набор процедур зависит от формата данных. В каналах, рабо-

тающих с аналоговыми переменными, используются процедуры мас-

штабирования, трансляции, фильтрации и управления. В каналах, об-

рабатывающих дискретные параметры, применяются логическая об-

работка, трансляция и управление.

В одном канале микро-МРВ процедуры трансляции и управле-

ния использовать одновременно нельзя.

Очередность и содержание процедур можно менять в зависимо-

сти от типа канала (входной или выходной). На рис. 1.8 показаны че-

тыре возможные схемы каналов.

Рис. 1.8. Последовательность процедур обработки значений каналов

В каналах типа INPUT процедуры обеспечивают первичную об-

работку данных (исправление ошибок датчиков, масштабирование,

коррекцию температуры холодных спаев термопар и т. д.). В каналах

Источник

данных

Входное

значение

Масшта-

бирование

Логическая

обработка

Аппаратное

значение

Приемник

данных

Выходное

значение

Трансляция

Реальное

значение

Управление

Приемник

данных

Выходное

значение

Аппаратное

значение

Трансляция

Реальное

значение

Фильтрация

Входное

значение

Управление

Входное

значение

Логическая

обработка

Аппаратное

значение

Трансляция

Реальное

значение

Управление

Масшта-

бирование

Источник

данных

Входное

значение

Аппаратное

значение

Трансляция

Реальное

значение

Управление

Фильтрация

Канал типа

OUTPUT для

дискретных

параметров

Канал типа

OUTPUT для

аналоговых

параметров

Канал типа

INPUT для

дискретных

параметров

Канал типа

INPUT для

аналоговых

параметров

Лабораторная работа № 1

типа OUTPUT величина управляющего воздействия с помощью про-

цедур преобразуется из реального формата (проценты, амперы и пр.)

к виду, воспринимаемому внешними устройствами.

Рассмотрим более подробно назначение процедур, выполняе-

мых в канале.

Масштабирование используется только в каналах, работаю-

щих с аналоговыми переменными. Эта процедура включает в себя

две операции: умножение и смещение. Последовательность этих

операций меняется в зависимости от типа канала:

• канал типа INPUT – входное значение умножается на задан-

ный множитель и к полученному результату добавляется величина

смещения. Результат присваивается аппаратному значению канала;

• канал типа OUTPUT – к аппаратному значению добавляется

величина смещения, затем эта сумма умножается на заданный мно-

житель, а результат присваивается выходному значению канала.

Логическая обработка предусмотрена только в каналах, обра-

батывающих дискретные сигналы. С ее помощью в каналах типа

INPUT по входному значению формируется аппаратное, а в каналах

типа OUTPUT по аппаратному – выходное. Канал работает с упако-

ванными дискретными сигналами (до 16 сигналов). Для их обработки

можно задать три маски. С их помощью выполняются следующие

операции: предустановка – логическое сложение с маской – приме-

няется, когда независимо от значения дискретных сигналов их вели-

чину в логическом управлении необходимо принять равной единице.

В маске указываются биты, которые следует установить равными еди-

нице; инверсия – исключающее логическое сложение с маской, в ко-

торой указываются инвертируемые биты; анализ на сочетаемость

– логическое умножение на маску и сравнение результата со значе-

нием маски: их равенство считается ошибочной ситуацией. Маска

указывает биты, которые не могут одновременно быть равными еди-

нице (например, сигналы с концевых выключателей открытия и за-

крытия задвижки).

Трансляция применяется во всех каналах независимо от их ти-

па и вида представления. Во входных каналах процедура трансляции

преобразует аппаратное значение в реальное, а для выходных –

наоборот. Для этого вызывается FBD-программа, которая выбирается

при настройке процедуры. При этом входные и выходные аргументы

выбранной программы связываются с атрибутами текущего канала, а

также любых других каналов из текущей базы. Поэтому процедуру

трансляции одного канала можно использовать для формирования

значений других каналов.

Фильтрация присутствует только в аналоговых каналах. Набор

выполняемых ею операций различается для входных и выходных ка-

налов. В каналах типа INPUT фильтрация выполняется после проце-

SCADA-система Trace Mode. Основные понятия. Редактор базы каналов

дуры трансляции до формирования реального значения. Фильтрация

включает в себя следующие операции: подавление случайных вспле-

сков в тракте измерения; подавление малых колебаний значения ка-

нала; экспоненциальное сглаживание; контроль шкалы – отслежива-

ние выхода реального значения канала за установленные границы

шкалы. В каналах типа OUTPUT с помощью данной процедуры фор-

мируется реальное значение на основе входного значения. При этом

выполняются следующие операции: ограничение скорости изменения

реального значения; подавление малых колебаний значения канала;

экспоненциальное сглаживание; контроль шкалы – урезание величи-

ны управляющего воздействия до установленных границ шкалы кана-

ла.

Управление применяется во всех каналах. Данная процедура

реализует функцию управления. С ее помощью может вызываться

FBD-программа, в которой можно запрограммировать требуемые ал-

горитмы управления. В качестве аргументов программе могут пере-

даваться значения и атрибуты любых каналов из текущей базы. Эти

аргументы могут быть как входными, так и формируемыми. Формаль-

но процедура управления связана с каналом только циклом пересче-

та. Она может вообще не участвовать в формировании его значений,

а управлять другими каналами. Такая ситуация часто наблюдается

при использовании процедуры управления в каналах типа INPUT.

1.6. Создание проекта распределенной АСУ ТП

Разработка любого проекта всегда начинается в редакторе базы

каналов. Для создания нового проекта следует нажать на кнопку

инструментальной панели. На экране появится диалоговое окно, в ко-

торое необходимо ввести имя проекта. После этого можно перейти к

созданию структуры проекта. Она включает в себя перечень узлов –

операторских станций и контроллеров, которые работают под управ-

лением Trace Mode.

В качестве примера создадим два узла. Один из них будет PC-

контроллером, а второй – операторской станцией. Для этого необхо-

димо выполнить команду Создать из меню Узел или нажать правую

кнопку «мыши» в рабочей области редактора базы каналов. При этом

на экране появится диалог Имя и тип узла (рис. 1.9).

Введем в соответствующее поле диалога название узла КНТ1.

Это будет PC-контроллер. В окне выбора типа узла раскроем список

узлов под названием Контроллеры. В качестве примера выберем тип

контроллера MIC 2000 фирмы Advantech.

Подтвердив создание узла, в рабочем поле редактора базы ка-

налов появится его графическое обозначение.

Лабораторная работа № 1

Рис. 1.9. Ввод имени и выбор типа узла

Повторим те же действия для создания нового узла, который бу-

дет операторской станцией. Зададим имя этому узлу – АРМ и тип из

класса Большой – МРВ (Сеть M-Link).

После выполнения этих действий окно редактора базы каналов

будет иметь вид, показанный на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Структура проекта

Теперь перейдем к созданию базы каналов контроллера. Для

этого выполним двойной щелчок «мыши» на его изображении в рабо-

чем поле окна редактора базы каналов. На экран будет выведен диа-

лог настройки процедуры автопостроения (рис. 1.11). В нем для каж-

дого слота контроллера можно указать тип используемой платы УСО.

После этого автоматически настраивается обмен данными с этими

платами.

Укажем для первых четырех посадочных мест показанные на

рисунке типы плат (MIC 2718, MIC 2728, MIC 2732, MIC 2752). Это пла-

ты аналогового ввода, аналогового вывода, дискретного ввода и дис-

кретного вывода соответственно. Таким образом, диалог настройки

процедуры автопостроения для контроллеров MIC2000 будет иметь

вид, изображенный на рис. 1.11.

Нажмем кнопку «ОК». Откроется окно редактирования базы ка-

налов (рис. 1.12).

Поле ввода

имени

зла

Окно выбора

типа

зла

SCADA-система Trace Mode. Основные понятия. Редактор базы каналов

Рис. 1.11. Окно настройки процедуры автопостроения

Рис. 1.12. Окно редактирования базы каналов

В этом окне выводятся изображения объектов базы каналов.

Левая колонка – это стандартные объекты, которые заполняются ка-

налами автоматически в соответствии с настройкой последних.

Следующая колонка содержит объекты, созданные автопо-

строением для связи с платами УСО в контроллерах или с каналами

другого узла проекта. Эти объекты имеют имена вида NAME_n, где

NAME – название типа или узла, а n – номер посадочного места. В

рассматриваемом случае объект, расположенный в первом посадоч-

ном месте, носит имя MIC2718_1<16>. В скобках указано число кана-

лов в объекте. В стандартных объектах типа АНАЛОГОВЫЙ ВВОД,

АНАЛОГОВЫЙ ВЫВОД, ДИСКРЕТНЫЙ ВВОД и ДИСКРЕТНЫЙ

ВЫВОД также присутствуют каналы из этих объектов. Полный список

каналов, присутствующих в редактируемой базе, доступен в стан-

дартном объекте БАЗА.

Для редактирования каналов объекта MIC2718_1 выполним

двойной щелчок «мыши» на его изображении. При этом на экране

появится диалог Каналы объекта (см. рис. 1.4).

Выберем первый канал в списке данного объекта и в поле ввода

имени канала введем новое его имя (PRC-1/1), а в поле ввода ком-

ментария – следующий текст: «Регулирование давления – кон-

троль». Далее установим размерность канала – атм.

Для дальнейшей настройки канала следует дважды нажать ле-

вую кнопку «мыши» на его имени в списке. При этом на экран будет

выведен диалог Реквизиты (рис. 1.13). Этот диалог позволяет уста-

новить частоту и фазу пересчета канала, настроить и отладить пер-

Номера

посадочных мест

Поля ввода типа

платы УСО

Лабораторная работа № 1

вичную обработку сигнала в нем, задать шкалу и аварийные границы

канала, настроить вызов программ для более сложной обработки сиг-

нала или управления, а также настроить ряд других параметров кана-

ла.

Нажатием левой кнопки «мыши» установим в этом бланке диа-

лога флаг Доступ. Этот флаг используется при автопостроении баз

каналов операторских станций, запрашивающих данные этого узла. С

его помощью устанавливаются каналы, которые следует опрашивать.

Затем в бланк Границы и обработка данного диалога введем значе-

ния границ шкалы и аварийных границ, как показано на рис. 1.13. За-

вершим редактирование канала нажатием кнопки «ОК» диалога Рек-

визиты. Далее закроем диалог Каналы объекта для объекта

MIC2718_1.

Рис. 1.13. Настройка атрибутов канала

Теперь войдем в редактирование каналов объекта MIC2728_2.

Данный объект содержит каналы, связанные с платой УСО второго

посадочного места. В нем установлена плата аналогового вывода.

Выберем первый в списке канал. Установим его имя PRC-1/2,

комментарий «Регулирование давления – управление» и размерность

(%). Далее войдем в диалог Реквизиты канала PRC-1/2 и установим

флаг Доступ, затем – в меню редактора Файл и выполним команду

Сохранить.

Предположим, что автоматизируемый технологический объект

имеет два однотипных участка, каждый из которых управляется от-

дельным контроллером. Соответственно, оба эти контроллера долж-

ны иметь одинаковые конфигурации и программы управления. Созда-

дим новый узел в проекте путем тиражирования узла КНТ1. Для этого

его необходимо выделить нажатием левой кнопки «мыши» и осуще-

ствить одно из следующих действий: выполнить команду Копировать

из меню Правка; нажать кнопку

инструментальной панели или со-

четание клавиш Ctrl-С. Затем, чтобы вставить содержимое буфера в

проект, необходимо реализовать одно из следующих действий: вы-

полнить команду Вставить из меню Правка; нажать кнопку

инст-

рументальной панели или сочетание клавиш Ctrl-V.

После этого в рабочем поле редактора базы каналов появится

SCADA-система Trace Mode. Основные понятия. Редактор базы каналов

новый узел с тем же графическим идентификатором, что и у КНТ1.

Его имя – CNODEn, где n – сетевой номер данного узла. Далее изме-

ним имя нового узла. Для этого нажмем правую кнопку «мыши» на его

изображении в рабочей области редактора. На экране появится диа-

лог Параметры узла. Откроем в нем бланк Имя и тип и в соответст-

вующее поле введем имя КНТ2.

При автопостроении каналов для связи с другими узлами проек-

та важно, чтобы эти узлы поддерживали те же линии обмена данными

(локальная сеть, последовательный интерфейс или коммутируемые

телефонные линии). Поддержка линии передачи данных настраива-

ется в диалоге Параметры узла (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Настройка параметров узла

На рис. 1.15 обозначена область установки флага доступа к базе

каналов при выполнении процедуры автопостроения. В рассматри-

ваемом случае для узлов КНТ1 и КНТ2 должен быть установлен флаг

M-Link, что означает связь по последовательному интерфейсу.

Первый переход к редактированию базы каналов любой опера-

торской станции сопровождается выводом на экран диалога настрой-

ки автопостроения обмена данными с другими узлами проекта. Это

могут быть как операторские станции, так и контроллеры (рис. 1.15).

Для вызова этого диалога повторно следует использовать ко-

манду Автопостроить из меню Узел.

В поле 1 зададим связь с контроллером КНТ1, а в поле 2 – с

КНТ2. Подтвердим настройки нажатием кнопки «ОК». При этом в ра-

бочей области редактора появится база каналов узла АРМ, как пока-

зано на рис. 1.16.

Здесь присутствуют два объекта, имена которых образованы из

имен соответствующих им узлов. В них создаются каналы, запраши-

вающие значения соответствующих им каналов этих узлов.

Выведем на экран диалог каналов объекта КНТ1. Для этого вы-

полним двойной щелчок «мыши» на его изображении. Здесь присут-

ствуют три канала. Два имеют те же имена, комментарии, размерно-

Область установки

флагов доступа к базе

каналов узла для

выполнения процедуры

автопостроения

Лабораторная работа № 1

сти, шкалы и границы, что и соответствующие им каналы в узле КНТ1.

Третий канал – выходной. Он имеет тип O. Такие каналы создаются

для обмена с управляющими каналами другого узла, для которых не

заданы законы управления. При необходимости такие каналы можно

удалить вручную. В базе каналов АРМ появились только те каналы,

для которых были установлены флаги доступа.

Рис. 1.15. Окно настройки процедуры автопостроения для АРМ

Рис. 1.16. Окно редактирования базы каналов узла АРМ

Откроем диалог Каналы объекта для объекта КНТ1. Для этого

выполним двойной щелчок «мыши» на его изображении. Выделим в

списке канал PRC-1/1 и выполним команду Создать по образцу из

меню Канал. В списке появится новый канал. Он будет иметь те же

настройки, что и PRC-1/1. Изменим его размерность (рис. 1.17).

Изменим источник данных для нового канала. Для этого нажмем

левую кнопку «мыши» на настройке CH. На экране появится диалог

(рис. 1.18).

В нем указан узел проекта, объект базы каналов этого узла, ка-

нал в выбранном объекте и его атрибут для копирования в запраши-

вающий канал.

В рассматриваемом примере узел оставим без изменения, вы-

берем объект АНАЛОГОВЫЙ ВВОД и канал AI_-ia01-0001 и нажмем

кнопку «ОК». После этого изменим имя канала на LRAS-2 и введем

комментарий «Контроль уровня». После этого войдем в диалог Рек-

визиты нового канала, выполнив двойной щелчок «мыши» на его

имени, и зададим для него границы шкалы 0 и 100 (рис. 1.19).

Номера связей

Поля выбора узла

для связи

SCADA-система Trace Mode. Основные понятия. Редактор базы каналов

Рис. 1.17. Окно создания и редактирования каналов объекта

Рис. 1.18. Выбор канала

Для дальнейшего доступа к объекту КНТ1 из редактора пред-

ставления данных нажмем правую кнопку «мыши» на его изображе-

нии и в появившемся диалоге Параметры объекта установим флаг

Загружать (рис. 1.20).

Проделаем все аналогичные действия для объекта КНТ2.

Подключим к узлу АРМ контроллер типа MODICON. Для этого

перейдем в окно структуры проекта одним из следующих способов:

выполним команду Узлы из меню Окна; нажмем кнопку инструмен-

тальной панели или сочетание клавиш Alt-1.

Войдем в диалог Параметры узла операторской станции АРМ.

Для этого нажмем правую кнопку «мыши» на ее изображении. Откро-

ем бланк Связь по последовательным интерфейсам данного диало-

га (рис. 1.21). Выберем в окне подключения устройство dev0 и в поле

ввода названия устройства установим ModBus. Выберем протокол

ModBus RTU и назначим порт для связи COM1. Опишем переменные,

которые требуется запрашивать с контроллера (чтение регистров по

адресам 0010-0020, запись регистров по адресам 0001-0007).

Размерность

Дополнение

к подтип

Новый канал

Настройка

на данные

Лабораторная работа № 1

Рис. 1.19. Настройка атрибутов канала

Рис. 1.20. Установка доступа к объекту

После описания связи и указания переменных, которые требует-

ся запрашивать, необходимо осуществить настройку последо-

вательного порта. Это реализуется в бланке Параметры посл. пор-

тов того же диалога (рис. 1.22).

Рис. 1.21. Настройка связи по последовательным интерфейсам

После входа в окно редактирования базы каналов узла АРМ в

нем будет присутствовать новый объект ModBus. В нем находятся

каналы, настроенные на запрос указанных переменных (рис. 1.23).

Выбор протокола

обмена

Поле ввода назва-

ния

ст

ойства

Окно выбора

подключения

Выбор последова-

тельного по

та

Поле настройки

запросов