Программное обеспечение системы контроля, регулирования и визуализации АСУТП

Существует три основных вида ОРС переменных:

для чтения (отображается в дереве значком выхода );

для записи (отображается в дереве значком входа );

для чтения и записи (отображается в дереве значком ).

В контекстном меню ОРС сервера выбираем Вставить->ОРС переменные. В открывшемся окне выбора переменных выбираем все необходимые для работы переменные. Результатом является окно на рисунке 25.

Рисунок 25 - Добавление ОРС переменных

Создание мнемосхем

4.4 Создание мнемосхемы управления

Для перехода на мнемосхему необходимо нажать на объект правой кнопкой мыши и выбрать пункт «Перейти на мнемосхему» (рисунок 26).

Рисунок 26 - Переход на мнемосхему

С помощью панели Палитра (рисунок 27) добавляем графический примитив Текст (подписи задатчиков, заголовок мнемосхемы).

Рисунок 27 - Панель Палитра

Все свойства текста, задатчика, мнемосхемы можно изменять на панели свойства (рисунок 28).

Рисунок 28 - Панель свойств

В результате мнемосхема будет выглядеть как на рисунке 29, а её дерево как на рисунке 30.

Рисунок 29 - Мнемосхема управления

Рисунок 30 - Дерево мнемосхемы управления

Для перехода на другие мнемосхемы добавляем кнопки (для этого выделяем левой кнопкой объект и перетаскиваем на мнемосхему, добавим на мнемосхему кнопку перехода на главный экран.

4.5 Создание мнемосхемы график

Создаем новый объект и перейдем на его мнемосхему. Далее из библиотеки выбираем График, который находится в разделе Датчики (рисунок 31).

Рисунок 31 - Выбор объекта «График» из библиотеки

Перетаскиваем объект «График» в наш объект. В свойствах объекта «График» задаем требуемое число параметров. Далее переходим на мнемосхему «Объекта 1» и перетаскиваем объект «График» на мнемосхему. Связываем переменные из дерева системы с параметрами «Графика» [3]. В итоге получаем график, представленный на рисунке 32.

Рисунок 32 - Объект График

Далее из той же библиотеки выбираем объект «Индикатор состояния» (рисунок 33) и перетаскиваем его в наш объект. Индикаторы состояния сигнализируют о выходе за максимальный и минимальный пределы.

Рисунок 33 - Выбор объекта «Индикатор состояния» из библиотеки

Окончательный вид мнемосхемы График представлен на рисунке 34.

Рисунок 34 - Мнемосхема График

Создание тренда

Тренд - отображение графиков изменения данных технологического процесса с течением времени. В MasterScada совмещен просмотр архивных (исторический тренд) и текущих (тренд реального времени) данных на одном графике. Тренд создается на закладке "Тренд" у Объекта.

После добавления тренда, необходимо ввести его название, что приведет к открытию окна тренда, куда необходимо перенести переменные. Для того чтобы значения переменных Объекта появились в тренде достаточно "перетащить" [3].

В результате окно тренда представлено на рисунке 35. Пример рабочего тренда изображен на рисунке 36.

Рисунок 35 - Тренд

Рисунок 36 - Пример рабочего тренда

5. Назначение ОРС-сервера и его настройка

OPC - сервер для контроллеров предназначен для обмена данными между технологической программой пользователя контроллера КРОСС-500 и SCADA-системами через интерфейс, определяемый спецификацией OPC Data Access 2.0.

Настройка OPC производится путем редактирования файла crossopc.ini (рисунок 37), расположенного в каталоге установки OPC - сервера. Этот текстовый файл расположен в следующей директории: C:\Program files\ OPC Server\ CROSSOPC.

Рисунок 37 - Пример конфигурационного файла OPC - сервера

Каждая строка содержит либо комментарий, начинающийся с символов «#» или «;», либо заголовок секции, либо набор параметров секции. Имена параметров к регистру нечувствительны. Описание секций:

Секция [SERVER] может содержать следующие параметры:

LOGFILE = <file>. Указывает имя файла для записи протокола работы сервера. Имя файла необходимо указывать в кавычках.

LOGLEVEL = <level> Число от 0 до 3, показывающее, какие сообщения будут выводится в лог. Допустимы следующие значения:

0 - не выводить сообщения совсем,

1 - только ошибки,

2 - ошибки и предупреждения,

3 - ошибки, предупреждения и диагностические сообщения.

SCANRATE =<rate> Целое число, показывающее период опроса контроллера в миллисекундах.

CITECT=<0/1>. Если используется SCADA-система Citect, то этот параметр необходимо установить в 1. Этот ключ заставляет OPC сервер принудительно устанавливать для данных, передаваемых в Citect OPC_QUALITY_GOOD, потому что OPC-драйвер Citect работает следующим образом: при поступлении хотя бы одного элемента с OPC_QUALITY_BAD остальные элементы тоже рассматриваются как содержащие недостоверные данные.

Секция [CONNECTIONS] содержит определения логических подключений.

Формат:

<connection_name>=SERIAL,<port>,<speed> для подключения через последовательный порт

<connection_name>=UDP, <ip_address>, <ip_port> для подключения через TCP/IP

Параметры:

< connection_name> - имя подключения;

< port > - имя последовательного порта, например COM4;

< speed > - скорость порта в бодах;

< ip_address > - ip - адрес контроллера или dns имя;

< ip_port > - ip - порт (по умолчанию 5066).

Секция [TARGETS] содержит определения задач (targets).

Под задачей подразумевается исполнительная система ISaGRAF, выполняемая на контроллере.

Формат:

<target_name>=<connection_name>, <logical_num>,"<имя конфигурационного файла>"

Параметры:

<target_name> - имя целевой задачи;

<connection_name> - имя подключения, определенное в секции [connections];

<logical_num > - логический номер задачи, обычно 1;

<имя конфигурационного файла> - путь к файлу, который содержит определения переменных целевой задачи ISaGRAF.

В данном случае, путь к программе PID_ST описывается как t1=connection, 1, “C:\isawin\APL\kos\appli.tst”.

Необходимо запустить OPC сервер C:\Program Files\КРОСС\OPC Server\crossopc.exe для привязки ОРС - переменных.

6. Проверка работоспособности разработанных программ

После того, как все программы созданы, необходимо осуществить проверку на работоспособность разработанных программ. Проверка программы визуализации процесса работы системы регулирования, контроля и сигнализации проводится лабораторном стенде, структурная схема которого представлена на рисунке 38.

Рисунок 38 - Структурная схема лабораторного стенда

Методика проверки на лабораторном стенде заключается в реализации системы регулирования, выполненной на базе контроллера КРОСС-500, модели объекта управления, набранной на аналого-вычислительном комплексе АВК - 6 с применением разработанной программы визуализации.

А именно, для того чтобы осуществить проверку разработанных программ, необходимо прежде всего собрать электронную модель на аналого-вычислительном комплексе АВК - 6. В данной работе объектом управления выступает последовательное соединение двух апериодических звеньев. Звенья реализованы на базе интеграторов, охваченных обратной связью. Коэффициенты обратной связи равны Кос=-1, коэффициенты усиления: К = 1.

Далее проверка осуществляется в несколько этапов. На первом этапе проверяется работоспособность программы контроллера, на втором настройка и запуск ОРС - сервера, а на последнем этапе осуществляется комплексная проверка, в которой участвуют программы контроллера и программы визуализации.

Последовательность проверки:

Первый шаг - загрузка программы регулирования и сигнализации, созданная в программном пакете ISaGRAF в контроллер. Для этого, необходимо открыть пакет, создать код приложения программы и запустить отладчик с помощью Файл, Отладка или кнопкой на панели управления, при этом на экране появится окно отладчика. Внешний вид загруженной программы в отладчике - рисунок 39.

Рисунок 39 - Внешний вид загруженной программы в отладчике

Устанавливается значение задания в диапазоне от 20 до 60, устанавливаются параметры регулятора. Диапазон изменения коэффициента пропорциональности: 0.45 - 0.55, диапазон постоянной времени интегрирования: 0.045 - 0.0555. Если значение выхода объекта близко к величине задания, то программа является работоспособной.

При проверке работоспособности можно обратиться к словарю. Если программа работоспособна, то значения переменных, соответствующих заданию и выхода объекта управления в словаре программы будет близки друг другу.

Второй шаг - проверка настройки и запуск ОРС - сервера, который находится по адресу C:\Program Files\OPC server\crossopc.exe и запускается для привязки ОРС - переменных. Посредством ОРС осуществляется взаимосвязь технологической программы пользователя контроллера, на базе которого осуществляется регулирование и программного пакета MasterScada, на базе которого осуществляется программа визуализации процессов работы систем регулирования и сигнализации. Свидетельством запущенного ОРС - сервера является иконка «OPC» в системном трее - рисунок 40.

Рисунок 40 - ОРС - сервер в работе

Последний этап - загрузка программы визуализации процессов контроля, регулирования и сигнализации, созданной в пакете MasterScada. Для этого необходимо открыть программный пакет, загрузить свой проект и запустить его, нажав на соответствующую кнопочку на панели управления .

Изменяя с помощью кнопок мнемосхемы значение уставки, параметров настройки регулятора, параметров сигнализации, убеждаемся в работоспособности созданной программы визуализации. В итоге получаем рабочие программы, изображенные на рисунках 41, 42 и 43.

Рисунок 41 - Рабочая программа в ISaGRAF

Рисунок 42 - Рабочая программа в MasterScada

Рисунок 43 - Пример рабочего тренда в MasterScada

Заключение

В ходе данной лабораторной работы был изучен микропроцессорный контроллер КРОСС-500 и типовые структурные схемы, выполненные на базе данного контроллера. Также были изучены программные пакеты ISaGRAF и MasterScada, языки программирования стандарта МЭК 11131-3.

Была разработана и реализована программа для микропроцессорного контроллера КРОСС-500, обеспечивающая выполнение всех требуемых функций. Также была составлена программа на базе MasterScada для операторских станций, которая обеспечивает визуализацию процесса контроля, регулирования и сигнализации.

Были изучены параметры настройки ОРС - сервера и произведена настройка ОРС - сервера, осуществлена проверка работоспособности разработанных программ на учебном стенде.

В итоге, поставленная задача была успешно выполнена, о чем свидетельствуют успешные испытания разработанных программ на научно-учебном лабораторном комплексе.

Литература

1. Контроллеры Кросс-500, КРОСС-500. Руководство по эксплуатации. Часть 1. Система технологического программирования ISaGRAF. ЯЛБИ.420146.001 РЭ.

2. Агеев Ю.М., Коновалов В.И., Мазурек Г.Ф., Скороспешкин В.Н. «Автоматизированные системы управления непрерывными технологическими процессами»// учебное пособие. Томск, изд. ТПИ им. С.М. Кирова, 1987.-95с.

3. MasterScada. Основы проектирования. Учебное пособие ИнСАТ М: 2009г.-186 с.

4. «Методика разработки программ визуализации процессов контроля, регулирования и сигнализации»// методическое пособие, 2009.-76 с.

5. Контроллер полевой КРОСС-500. Руководство по эксплуатации. ЯЛБИ.421457.038 РЭ «ЗЭиМ2», г. Чебоксары, 2006.-79 с.

6. ЭлектроПоектАвтоматика: сайт [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.epa-110kv.ru/asutp/. Дата обращения: 07.04.2012.

Размещено на Allbest.ru