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

Подождите немного. Документ загружается.

SCADA-система Trace Mode. Разработка управляющих алгоритмов

всех входов, имеющих тип константа, при эмуляции остаются неиз-

менными, равными заданным для них значениям. Входы с типом ар-

гумент принимают значение 0.

Чтобы изменить значения входов типа константа и задать зна-

чения входов типа аргумент, используется специальный диалог Зна-

чение переменной (рис. 2.16), который появляется на экране при на-

жатии кнопки «мыши»на любом входе функционального блока.

Заданное в этом диалоге значение присваивается соответст-

вующему входу и остается неизменным до нового ввода.

Текущие значения всех переменных и констант выводятся в ре-

жиме отладки рядом с соответствующими входами и выходами бло-

ков. Чтобы отслеживать изменение какой-либо одной переменной,

следует указать на нее курсором «мыши». При этом текущее значе-

ние и обозначение входа или выхода выводятся в строке статуса окна

редактора базы каналов.

Рис. 2.16. Изменение значений входов

Созданные FBD-программы запускаются процедурами каналов

трансляция и управление. Вызов FBD-программы настраивается в

соответствующих бланках диалога Реквизиты канала. В них задается

имя программы, настраивается связь аргументов программы с атри-

бутами каналов и задаются значения констант.

Недопустимо использовать FBD-программу без входов, выходов

и констант, т.е., когда у нее нет точек привязки.

На рис. 2.17 показан пример настройки процедуры управление.

Рис. 2.17. Привязка программы к процедуре управление

Поле ввода значения

мате DEC

Поле ввода значения

мате HEX

Кнопки ввода

фиксированных

значений

Список FBD-

ог

амм

Комментарий к вы-

анной п

ог

амме

Комментарий к вы-

бранному аргументу

или константе

Список аргументов и

констант п

ог

аммы

Кнопка групповой

наст

ойки

Лабораторная работа № 2

Выбранная функция называется PID. Она имеет три аргумента –

один выход и два входа, а также набор констант.

В бланках настройки процедур канала выводится список про-

грамм, рядом с именем выбранной программы – комментарий к ней, в

специальном окне – список ее аргументов и констант. Рядом с этим

списком расположено поле, в котором выводится комментарий к вы-

бранному в списке аргументу или константе.

Если после привязки к каналу FBD-программа редактировалась,

ее аргументы, внутренние индексы которых изменились, в списке

привязок помечаются знаком "*". Эта отметка снимается только после

подтверждения или изменения этой конкретной привязки.

Если значение константы в конкретной привязке FBD-программы

отличается от значения этой константы, заданной в самой FBD, то в

списке привязок такая константа помечается знаком "?".

Каждая строка списка аргументов программы содержит характе-

ристику аргумента и связанной с ним переменной базы каналов. Она

имеет следующий формат:

nn<имя объекта>:<имя канала>_<атрибут>,

где nn – характеристика аргумента: => – значение аргумента форми-

руется программой; <= – значение аргумента передается программе.

Для изменения канала и атрибута, связанного с аргументом

FBD-программы, следует выполнить двойной щелчок «мыши» на со-

ответствующей строке аргументов. После этого на экране появится

диалог Выбор канала (рис. 2.18).

Рис. 2.18. Задание канала и атрибута аргумента FBD-программы

Здесь выбирается объект, канал и его атрибут, значение которо-

го ставится в соответствие аргументу программы.

Аргумент/выход FBD-программы, имеющий HEX-формат, при

использовании самого старшего разряда необходимо обязательно

привязывать к каналу типа HEX.

В списке аргументов FBD-программы выводятся также ее кон-

станты. Чтобы задать значение константы, требуется выполнить

двойной щелчок «мыши» в строке списка, содержащей настраивае-

Дерево объектов

Список атрибутов

канала

Список каналов

выб

анного объекта

SCADA-система Trace Mode. Разработка управляющих алгоритмов

мую константу (рис. 2.19).

Диалог Значение переменной содержит кнопки для задания

фиксированных значений и два поля ввода значения с клавиатуры.

Первое предназначено для ввода в десятеричном виде, а второе – в

шестнадцатеричном.

В бланке настройки процедур канала имеется кнопка «Устано-

вить везде». При ее нажатии настройка выделенного аргумента или

константы устанавливается для всех каналов текущего узла, вызы-

вающих данную FBD-программу.

Рис. 2.19. Задание значений констант

Частота вызова FBD-программы процедурами канала определя-

ется его периодом. Величину периода вызова можно получить с по-

мощью функционального блока TSTEP. Этот блок находится в разде-

ле Генераторы.

2.5. Создание и редактирование IL-программ

Программы на языке Техно IL разрабатываются в специальном

диалоге редактора базы каналов (рис. 2.20).

Рис. 2.20. Редактирование IL-программ

Лабораторная работа № 2

Для входа в этот диалог следует выполнить команду Создать

меню Техно IL. Редактирование программы осуществляется непо-

средственным вводом текста с клавиатуры в левом окне данного диа-

лога.

Тип разрабатываемой программы указывается в специальном

поле диалога Техно IL. Здесь при разработке функционального блока

следует установить значение FB, а для метапрограмм – PRG.

Чтобы подключить IL-программу к системе, следует произвести

ее трансляцию. Для этого следует нажать кнопку «Трансляция». Со-

общения о результатах трансляции выводятся в правом окне диалога

Техно IL.

Если трансляция программы завершена успешно, то ее можно

добавить в систему. Для этого следует нажать кнопку «Добавить».

Если программа имеет тип FB, то в один из трех разделов Техно IL_1,

Техно IL_2 или Техно IL_3 будет добавлен новый блок, имя которого

совпадает с именем IL-программы.

Если тип программы был PRG (метапрограмма), то после вы-

полнения операции добавления к базе каналов текущего узла будет

подключена новая метапрограмма.

Для редактирования добавленных в систему IL-программ следу-

ет выполнить команду Редактировать из меню Техно IL редактора

базы каналов. При этом на экран выводится диалог для выбора ре-

дактируемого функционального блока или метапрограммы.

Один и тот же исходный текст метапрограммы может быть ис-

пользован в разных узлах проекта. Полученные таким образом копии

программы могут в дальнейшем редактироваться независимо друг от

друга. IL-программы, реализующие пользовательские блоки, поме-

щаются в поддиректорию ASM директории проекта, а файлы описа-

телей их входов и выходов – в поддиректорию INI. Первые имеют

расширения il (текст) и icl (транслированный модуль), а вторые – def.

При загрузке проекта в редактор базы каналов содержимое этих ди-

ректорий копируется в соответствующие директории инструменталь-

ной системы, а при выгрузке проекта – обратно. Таким образом, в ре-

дакторе всегда присутствуют актуальные для проекта блоки.

Созданный блок должен удовлетворять следующим требовани-

ям:

• суммарное число входов и выходов не должно превышать 16

(включая вход блокировки RUN);

• число входов не должно превышать 12 (включая вход RUN);

• число выходов не должно превышать 8.

2.6. Создание и разработка управляющих программ в Trace Mode

Рассмотрим пример проекта автоматизированной системы по-

догрева воды (рис. 2.21).

SCADA-система Trace Mode. Разработка управляющих алгоритмов

Холодная вода нагревается в теплообменнике ТО. Давление хо-

лодной воды обеспечивает двигатель М1; двигатель М2 является ре-

зервным. Количество горячей воды от ТЭЦ в теплообменнике регули-

руется аналоговым регулятором РТ с приводом постоянного тока.

Температура нагреваемой воды зависит от положения регулятора РТ.

Pис. 2.21. Пример автоматизированной системы подогрева воды

Проект имеет следующие переменные и константы.

Входные переменные:

Alarm_M1 – сигнал неисправности двигателя М1;

Alarm_M2 – сигнал неисправности двигателя М2;

T_wat – температура воды в контуре горячего водоснабжения.

Выходные переменные:

Start_M1 – пуск двигателя М1;

Start_M2 – пуск двигателя М2;

Ctrl – управление приводом РТ.

Глобальные переменные:

T_stab – температура стабилизации (задатчик);

Start – пуск одного из двигателей.

Значение переменных Start и T_stab устанавливается с помо-

щью системы визуализации верхнего уровня. При получении сигнала

Start и отсутствии сигнала Alarm_M1 включается двигатель М1. В том

случае, если двигатель М1 не исправен (Alarm_M1= True), включает-

ся двигатель М2. Функциональный блок AVRT вычисляет среднее

значение измеренной температуры воды (за последние четыре такта

пересчета). Вычисленное среднее значение температуры подается на

вход блока SUB, на другой его вход – значение уставки (в данном

примере T_stab). Величина рассогласования между заданным и ис-

тинным значениями параметра является аргументом функции регули-

рования и подается на вход PID-регулятора. Коэффициенты регули-

рования задаются параметрически. Выходной сигнал регулятора ог-

ТО

Горячая

вода

Холодная

вода

М1

М2

Вода от ТЭЦ

РТ

000.0

Лабораторная работа № 2

раничивается разрешенными пределами и непосредственно управля-

ет приводом постоянного тока.

Проект содержит две программы: Motors_Ctrl – управление на-

сосами (рис. 2.22) и Reg_Ctrl – управление регулятором температуры

(рис. 2.23).

3:0

4:0

Alarm_M1

Start

Alarm_M2

Start_M2

Start_M1

Рис. 2.22. Программа управления насосами в системе подогрева воды

AVRT

2:0

DLT

0:B:0

SUB

PID

1:0

INP

MA X

MIN

T_wat

T_stab

Ctrl

Рис. 2.23. Программа управления регулятором температуры

Создадим FBD-программу, реализующую PID-регулятор темпе-

ратуры. С ее помощью будет вычисляться рассогласование парамет-

ра и задания, формироваться величина управляющего воздействия

по PID-закону с ограничением по заданным границам.

Запустим редактор базы каналов и загрузим в него проект БЫ-

СТРЫЙ_СТАРТ.

Чтобы создать FBD-программу, следует сначала указать, на ка-

ком узле она будет использоваться. Для этого необходимо либо войти

в режим редактирования базы каналов этого узла, либо просто выде-

лить его в окне структуры проекта. В рассматриваемом случае выде-

лим узел КНТ1. Далее для перехода в окно редактирования FBD-

программ необходимо нажать кнопку

инструментальной панели.

На экране появится диалог FBD-программа. Для построения новой

программы следует выполнить команду Создать из меню Програм-

ма. Этой программе присвоим имя Reg_Ctrl и введем для нее ком-

ментарий. Для перехода к редактированию созданной FBD-

программы нажмем кнопку «Редактировать».

SCADA-система Trace Mode. Разработка управляющих алгоритмов

Появится окно редактирования FBD-программы. Поскольку про-

грамма только что создана, рабочее поле редактора будет пустым. В

нем будет присутствовать только диалог управления редактировани-

ем Меню FBD.

Нажатием кнопки

в диалоге Меню FBD перейдем в режим

размещения новых блоков. Далее следует выбрать:

1) функциональный раздел «Алгебраические»;

2) блок AVRT и разместить его нажатием левой кнопки «мыши» в

рабочем поле;

3) функциональный раздел «Арифметические»;

4) блок Вычитание и разместить его в рабочем поле;

5) функциональный раздел «Регулирование»;

6) блок PID и разместить его в рабочем поле.

Нажатием кнопки

диалога Меню FBD следует перейти в ре-

жим редактирования связей и соединить входы и выходы размещен-

ных блоков, как показано на рис. 2.23.

Для соединения входа одного блока с выходом другого необхо-

димо сначала выделить с помощью левой кнопки «мыши» этот вход,

затем снова нажать левую кнопку «мыши» (при этом будет слышен

звуковой сигнал) и, удерживая ее, переместить курсор в область вто-

рого конца связи. Для удаления связи следует выделить ее со сторо-

ны входа блока и нажать клавишу Del.

Далее следует описать переменные и константы данной про-

граммы. Для этого следует выполнить двойной щелчок «мыши» на

соответствующем входе или выходе функционального блока. Настро-

им входы и выходы блоков (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Настройка входов блоков

Блок

Вход,

выход

Тип Комментарий

AVRT INP Аргумент Значение усреднения

AD Аргумент Задание регулятора

(-)

AS Блок Вход регулятора

Константа

Коэффициент при пропорциональной со-

ставляющей

Константа

Коэффициент при дифференциальной со-

ставляющей

Константа

Коэффициент при интегральной составля-

ющей

MIN Константа Минимум управления

MAX Константа Максимум управления

PID

Q Аргумент Выход регулятора

На этом разработка программы завершена. Теперь следует пе-

рейти в окно редактирования базы каналов узла КНТ1 для ее привяз-

ки к каналам.

Лабораторная работа № 2

Создадим специальный канал PID_Contr в узле КНТ1 и подклю-

чим к нему FBD-программу Reg_Ctrl. Для создания канала войдем в

диалог Каналы объекта для объекта MIC2728_2.

Выделим в списке канал PRC-1/2 и выполним команду Создать

по образцу из меню Канал. При этом в списке появится новый канал

(рис. 2.25). Дадим ему имя PID_Contr в поле Канал, имя и подтип

Управление в поле Подтип.

Далее свяжем FBD-программу Reg_Ctrl с каналом PID_Contr.

Для этого откроем диалог Реквизиты канала PID_Contr двойным

щелчком «мыши» на имени канала в списке.

Рис. 2.25. Окно создания канала

Войдем в бланк Управление диалога Реквизиты и в поле вы-

бора FBD-программ укажем Reg_Ctrl (рис. 2.26).

Рис. 2.26. Бланк Управление диалога Реквизиты

В этом бланке присутствует список для выбора программы, поле

комментария к программе, список ее аргументов и констант, а также

комментарий к настраиваемому элементу этого списка.

Комментарий

выбранной

программе

Комментарий

выбранному

аргументу

или константе

Список

FBD-п

ог

амм

Список

аргументов и

констант

SCADA-система Trace Mode. Разработка управляющих алгоритмов

Для настройки любого аргумента или константы необходимо вы-

полнить двойной щелчок «мыши» на соответствующей строке списка.

Если выбрана константа, то на экране появится диалог Значение пе-

ременной. В нем можно ввести значение константы для данного вы-

зова программы. При настройке аргумента выводится диалог Выбор

канала. В нем выбирается канал и его атрибут, со значением которого

связывается настраиваемый аргумент.

Вход регулятора свяжем с реальным значением канала PRC-1/1

объекта MIC2718_1, выход – с входом канала PRC-1/2 объекта

MIC2728_2, а задание регулятора – с границей ВГ_1 канала PRC-1/2.

Завершим настройку нажатием кнопки ОК диалога Реквизиты.

На этом настройка FBD-программы на каналы завершена.

В рамках данной лабораторной работы сформируем функцио-

нальный блок, который контролирует рассогласование значений двух

первых входов и коммутирует на выход значение одного из входов по

условию превышения рассогласованием значения третьего входа.

Чтобы создать программу на Техно IL, необходимо войти в окно

редактирования базы каналов и выполнить команду Создать из меню

Техно IL редактора базы каналов. При этом на экране появится сле-

дующий диалог.

Оставим тип заданным по умолчанию – FB (функциональный

блок). Присвоим программе имя CONTR, а создаваемому функцио-

нальному блоку – CONT. Далее введем в левом окне текст програм-

мы, как показано на рис. 2.27.

Рис. 2.27. Создание IL-программы

Чтобы проверить синтаксис программы, выполним команду

Дамп из меню Правка. Результат проверки выводится в правом окне.

Тип п

ог

аммы

Поле ввода имени

ог

аммы

Поле ввода имени

функционального блока

или имени программы

Окно редактирования

текста п

ог

аммы

Подключение

ог

аммы к системе

Запуск трансляции

ог

аммы

Окно вывода

сообщений

Лабораторная работа № 2

Если сообщений об ошибках нет, то программу можно подклю-

чать к системе. Но сначала ее следует транслировать. Это реализу-

ется нажатием кнопки «Трансляция». Если трансляция прошла ус-

пешно, то в правом окне появится надпись ОК. Теперь для подключе-

ния программы следует нажать кнопку «Добавить».

Если теперь перейти в окно редактирования FBD-программ и в

диалоге Меню FBD выбрать раздел Техно IL_1, то в нем будет при-

сутствовать только что созданный блок.

При размещении данного блока в рабочей области он будет вы-

глядеть так, как показано на рис. 2.28.

CONT

2:0

Рис. 2.28. Функциональный блок созданный из IL-программы

Контрольные вопросы

1. Понятие функционального блока языка FBD.

2. Алгоритм определения последовательности вычисления блоков.

3. Основные функции языка FBD.

4. Регулирование по PID-закону.

5. Переменные языка IL.

6. Операторы языка IL.

7. Особенности подключения разработанных программ к каналам.