Tag Archives: TRACE MODE

СДКУ системами вентиляции и теплоснабжением(конец)

Кондиционирование.

Кондиционирование серверной. реализовано на прецизионных кондиционерах.

Назначение систем кондиционирования — это поддержание заданного микроклимата (во всем здании, отдельном блоке или отдельном помещении). Системы кондиционирования воздуха предназначены для охлаждения/нагрева и частичного осушения/увлажнения воздуха при создании комфортных условий для людей, находящихся в посещениях и стабильной работы серверов.

Система работает по сигналам с датчиков температуры, устанавливаемых в помещениях.

Система комплексной автоматизации и диспетчеризации кондиционирования обеспечивает управление установкой по заданному алгоритму:

  • с АРМ оператора инженерных систем;
  • с локальных панелей управления;
  • по заданной временной программе установки.

Система комплексной автоматизации и диспетчеризации обеспечивает:

  • индикацию параметров отдельных узлов подсистемы с возможностью их настройки;
  • извещение диспетчера в случае отказа отдельных устройств и агрегатов, а также при возникновении внештатных ситуаций;
  • оперативное изменение режимов работы установок в предопределенных ситуациях;
  • регулирование температуры воздуха, проникающего в помещения;
  • перевод системы в режим энергосбережения по сигналам сдатчиков;
  • отработка заданных алгоритмов группового включения/выключения кондиционирующих установок.

Контроллерный уровень управления выполнен на контроллере Carel mAC (производства Италия) и адаптере snmp/http Web-Gate™. Встроенная функция Web-сервера с использованием стандартного HTTP-протокола дает возможность получать информацию через Web-интерфейс посредством Web-браузера с любого компьютера локальной (или глобальной) вычислительной сети, а связь с SCADA системой TRACE MODE не осуществляется. На рисунке, который приведён ниже, отображена страница оператора.

Страница оператора системы кондиционирования

Страница оператора системы кондиционирования

Адаптер Web-Gate является малогабаритным микропроцессорным устройством, предназначенным для интеграции климатического оборудования, управляемого встроенными контроллерами Carel, в стандартные вычислительные сети Ethernet, использующие протокол TCP/IP.

Так же отображён экран оператора с экраном-мнемосхемой, на котором отображена воздушная завеса, её работа и показания, которые доступны оператору.

Экран оператора «Воздушная завеса»

Экран оператора «Воздушная завеса»

 

СДКУ системами вентиляции и теплоснабжением (продолжение)

Диспетчеризация вентиляции.

Системы вентиляции предназначены для притока свежего воздуха и удале­ния вредных примесей, образующихся в закрытом помещении (углекислого газа, пыли и т.п.). Помимо этого, системы вентиляции осуществляют очистку, подогрев, охлаждение или увлажнение приточного воздуха.

Кадр мнемосхемы системы управления вентиляцией

Кадр мнемосхемы системы управления вентиляцией

Автоматика системы вентиляции осуществляет контроль и управление, на основе сигналов, поступающих от датчиков температуры. Зачастую подобные уст­ройства монтируются в помещениях и воздуховодах. В совокупности представ­ленные датчики позволяют отслеживать состояние, ресурс, а также аварийные режимы работы оборудования.

Система комплексной автоматизации и диспетчеризации вентиляции обеспечи­вает управление установкой по заданному алгоритму:

  • с АРМ оператора инженерных систем;
  • со щита локальной автоматики;
  • по заданной временной программе установки.

Среди функций диспетчеризации вентиляции и кондиционирования следует отме­тить следующие:

  • индикация параметров отдельных узлов подсистемы с возможностью их настройки;
  • извещение диспетчера в случае отказа отдельных устройств и агрегатов, а также при возникновении внештатных ситуаций;
  • оперативное изменение режимов работы установок в предопределенных ситуа­циях;
  • запуск аварийной вентиляции при пожаре для удаления дыма (осуществляется в случае срабатывания пожарной сигнализации);
  • поддержание параметров воздуха в соответствии санитарным нормам;
  • защита установки от замораживания в холодный период года;
  • регулирование температуры воздуха, проникающего в систему воздуховодов приточной вентиляции;
  • перевод систем как приточной, так и вытяжной вентиляции в режим энергосбе­режения в часы пониженных нагрузок;
  • отработка заданных алгоритмов группового включения/выключения вентиляционно-вытяжных установок.

В системе вентиляции обеспечивается контроль следующих узлов и параметров:

  • состояние приточно-вытяжных вентсистем;
  • состояние вытяжных вентиляторов;
  • авария вентсистемы;
  • засорение фильтра;
  • заморозка системы;
  • температура уличного воздуха;
  • температура приточного воздуха на выходе системы приточной вентиляции;
  • температура теплоносителя после калорифера;
  • степень открытия регулировочного клапана;
  • дистанционное управление вентиляторами с пульта оператора.

Контроллерный уровень выполнен на контроллере ТРМ 133 (производство фирмы ОВЕН). Связь между ТРМ 133 и SCADA системой TRACE MODE осуществляется через ОРС-сервер по RS-485.

Диспетчеризация системы освещения.

В системе освещения обеспечивается контроль следующих параметров:

  • контроль освещения лестничных пролётов;
  • контроль освещения по этажно;
  • контроль за дежурном освещением;
  • контроль освещения фасада.

Контроль за освещением может, осуществляется как с операторского места, так и в помещении дежурного электрика посредством панели оператора серии Delta DOP — АЕ (производство фирмы Delta).

Контроллерный уровень выполнен на контроллере ПЛК 154 и дискретного модуля вывода МВУ (производство фирмы ОВЕН). Связь между ПЛК 154 и МВУ осуществляется по RS-485, с панелью оператора по RS-232 интерфейсу. Связь между ПЛК 154 и SCADA системой TRACE MODE осуществляется через ОРС-сервер СоDeSys по производственной сети Ethernet.

 

СДКУ системами вентиляции и теплоснабжением(начало)

Автоматизированная система диспетчерского контроля и управления (СДКУ) системами вентиляции и теплоснабжением.

Введение.

При создании систем диспетчеризации возникает естественный вопрос: «На оборудовании, каких фирм реализовать данную систему? Какое программное обеспечение пульта оператора выбрать?». Можно конечно воспользоваться уже зарекомендовавшими себя в Европе известными брендами для автоматизации зданий со своими SCADA- системами на основе протоколов Lon Works или Вас Net.

Но как показывает практика, этот подход не всегда работает в условиях России по ряду причин: высокая цена, наличие у конкретного производителя автоматики только некоторых систем и нежелание заказчика отдавать весь объём инженерных систем в одни руки. Вот и получается, что чаще всего мы имеем здание с инженерными системами, имеющими локальную автоматику различных производителей ни как не взаимодействующих между собой. Для объединения этих подсистем с помощью программного обеспечения использовалось в качестве центра системы Интеллектуальное здание SCADA система TRACE MODE, связывающая различное оборудование и протоколы

Объём автоматизации.

Разработанный проект диспетчеризации систем теплоснабжения, вентиляции, кондиционирования и освещения был выполнен на SCADA TRACE MODE профессиональная версия. Проектом предусмотрено диспетчеризация следующего оборудования:

  • ИТП (горячее водоснабжение, отопление и ХВС);
  • учёт потребления тепло ресурсов;
  • освещение дежурное;
  • система вентиляции;
  • системы кондиционирования.

 

Основные функции системы.

Основные управляющие функции:

  • Представление информации, о ходе технологического процесса контролируемого объекта на цветных экранах мониторов в реальном масштабе времени в графическом виде, с использованием мнемосхем и анимации;
  • дистанционное управление, поддержание режимов работы технологического оборудования инженерных систем;
  • управление инженерными системами в случае возникновения пожара;
  • контроль и регистрация действий оператора;
  • диагностирования подсистем второго и третьего уровней (контроллеров и датчиков);
  • конфигурирование и настройки контроллеров, сети передачи данных, каналов измерений;
  • автоматизированной подготовки установленных отчётных документов. Основные информационные функции:
  • централизованный контроль и изменение технологических параметров;
  • визуализация технологических процессов в виде экранных форм (мнемосхема);
  • контроль состояния и режимов работы оборудования;
  • ведение баз данных технологических параметров и состояния оборудования, действий диспетчера с возможностью вывода исторической информации, отчёта тревог;
  • предупредительная звуковая (речевая) сигнализация состояния оборудования, нештатных ситуаций;
  • администрирование пользователей по ограничению доступа по работе с системой.

АРМ оператора разработан на базе TRACE MODE 6 Док МРВ+ фирмы Adаstra Research Group, Ltd. Создан удобный операторский интерфейс в графическом редакторе Инструментальной среды разработки TRACE MODE 6. Рабочее место представляет собой ПК с ЖК — монитором.

Для каждой из подсистем СДКУ систем теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования, имеется отдельный экран-мнемосхема. Кроме того, в проекте созданы экраны графиков, всплывающие экраны тревог и звуковая сигнализация аварийных и предупредительных ситуаций.

Общее описание и функции системы.

В качестве ПО верхнего уровня СДКУ используется SCADA система TRACE MODE. В состав СДКУ входят следующие составные части:

  • первичные датчики, приборы учёта для сбора и передачи информации, ис­полнительные механизмы с электроприводами, коммутационные элементы для управления;
  • шкафы управления, обеспечивающие обработку информации, управление и интерфейсную связь с диспетчерским пунктом;
  • автоматизированная рабочая станция (АРС) диспетчерского управления на базе персонального компьютера для централизованного контроля и управления инженерными системами с установленным программным комплексом на базе SCADA- системы TRACE MODE.

Диспетчеризация горячего водоснабжения и отопления.

В ИТП обеспечивается контроль следующих узлов и параметров:

  • состояние циркуляционных насосов;
  • авария циркуляционных насосов;
  • режим работы насосов;
  • температура сетевой воды;
  • давление сетевой воды;
  • расход сетевой воды;
  • расход подпиточной воды;
  • температура сетевой воды на входе и выходе подогревателей;
  • давление сетевой воды на входе и выходе подогревателей;
  • температура в контуре ГВС;
  • давление в системе ГВС;
  • температура в контуре отопления;
  • давление в контуре отопления;
  • опрос счётчика тепло энергии.

Основным источником тепла, поступающего в ИТП, является городская теплосеть. На входе в ИТП находятся два преобразователя расхода, которые подключены к коммерческому счётчику тепла Вист. Обмен данными между теплосчетчиком и АРМ оператора производится по протоколу MODBUS RTU. На АРМ также выводится информация о состояниях насосов ГВС и ЦО посредством снятия с них унифицированных сигналов через ECL Comfort 301 — электронный регулятор  температуры, который регулирует подачу теплоносителя через теплообменник в системы ГВС и ЦО. Обмен данными между электронным регулятором температуры и АРМ оператора производится по интерфейсу RS-485 по протоколу MODBUS RTU. На рисунке показана схема, которая является принципиальной, поэтому не может содержать всех элементов, необходимых для систем отопления.

Принципиальная схема системы ГВС

Так же на прямом и обратном трубопроводе установлены унифицированные датчики давления, которые заведены на модуль аналогового ввода МВА (производства фирмы ОВЕН). Далее по интерфейсу RS-485 по протоколу ОВЕН опрашивается контроллером ПЛК 100 (производства фирмы ОВЕН), и выводится на панель оператора в помещении ремонтного персонала. Обмен данными между АРМ оператора и контроллером осуществляется через ОРС-сервер СоdeSys по производственной сети Ethernet.

 

Организация ввода/вывода данных. Настройка каналов Trace Mode.

Для обмена данными по последовательному интерфейсу между мониторами Trace Mode применяются каналы подтипа СВЯЗЬ.

В зависимости от направления передачи информации используются разные дополнения к подтипу этих каналов. Для запроса данных по протоколу M-Link предназначены каналы подтипа СВЯЗЬ с дополнением In M_Link и дополнением In M_Link(T) . Для второго из них вместе со значением канала передается время его последнего изменения. При этом отображаемое время изменения значения канала соответствует времени того МРВ, из которого считывается канал. Оно копируется в соответствующий атрибут запрашивающего канала, а также заносится в архивы. Для передачи данных следует использовать каналы с дополнением OUT M_Link и дополнением OUT M_Link(T) . В последнем случае также, как и при запросе, со значением канала передается время его формирования. При считывании значения канала по M-Link(T) из МикроМРВ в МРВ отображаемое время изменения канала соответствует времени МРВ.

Указанные каналы имеют следующие настройки:

  • NN – номер последовательного порта;
  • NODE – имя удаленного узла;
  • CH – имя канала на удаленном узле;
  • ATR – копируемый атрибут удаленного канала;
  • OBJ – имя объекта в базе каналов удаленного узла.

Номер последовательного порта задается вводом с клавиатуры в соответствующем поле диалога Каналы объекта. Значение этой настройки должно быть на 1 меньше номера соответствующего порта (0 – COM1, 1 – COM2, …). Остальные настройки указываются в диалоге выбора канала. Он выводится на экран при нажатии ЛК в области задания значения любой из них.

Пример.

Настроить канал для передачи значения верхнего предела показаний аналогового датчика из операторской станции АРМ в 1-й аналоговый канал 1-го посадочного места платы УСО контроллера MFC_1 по последовательному интерфейсу от порта COM1.

Решение.

Канал объекта _БАЗА с именем AI_-peHL_out будет иметь следующие настройки:

Тип – OUT;

подтип – СВЯЗЬ;

дополнение к подтипу – InM_Link;

NN — 0;

NODE — MFC_1;

CH – AI_-pe01-0001;

ATR —ВПредел_________;

OBJ — _БАЗА.

Следует отметить, описанные каналы создаются только в базе монитора со статусом Master. Каналы выдачи команды (OUT) по последовательному интерфейсу не работают, если на тот же COM-порт не настроен хотя бы 1 канал INPUT (даже выключенный).

При ответе на запрос узел со статусом Slave анализирует аппаратную недостоверность запрашиваемого канала. Если значение недостоверно, то вместо него отсылается значение FFFF. Узел со статусом Master, получив такое значение, не изменяет значение запрашивающего канала, но выставляет ему флаг недостоверности.

Обмен данными в SCADA-системе TRACE MODE

Если речь идет о связи между компонентами одного узла, то вопрос об аппаратно-программном интерфейсе, который должен быть задействован для обеспечения связи, не возникает. 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.

Последовательный интерфейс.

Обмен по всем линиям, кроме локальной сети, реализуется через последовательный порт по протоколу M-Link. Узлы в сети M-Link неравноправны: один имеет статус Master, а остальные – Slave. Такие сети следует использовать для связи между операторскими станциями и контроллерами. Монитор со статусом Master является активным. Он посылает команды управления и запросы на передачу информации.

Монитор со статусом Slave принимает посланные ему команды и передает запрошенные данные. Команды управления содержат указания на изменение значений атрибутов каналов удаленного узла.

Таким образом, запросы, посылаемые монитором со статусом Master, могут быть двух типов:

1) запрос данных (используется для получения значений каналов или другой информации от монитора со статусом Slave);

2) запрос на изменение (используется для изменения значений атрибутов каналов на удаленном мониторе).

В запросах на изменение передаются новые значения корректируемых атрибутов удаленной базы.

Следует отметить, что в одной сети M-Link не может быть двух мониторов, для которых установлен статус Master. Чтобы один монитор выступал и как Master, и как Slave, надо создать параллельные сети, используя при этом по два последовательных порта на каждом узле. Тогда два монитора смогут работать в режиме Master.

 

Обмен по протоколу M-Link.

Для обмена данными между мониторами ТРЕЙС МОУД по последовательному интерфейсу используется протокол M-Link. Он применяется для обмена по интерфейсам RS-232, RS-485, RS-422, радиоканалу, коммутируемым телефонным линиям и GSM сети.

Используя протокол M-Link, в рамках ТРЕЙС МОУД можно создавать сетевые комплексы на базе последовательного интерфейса RS-485. Такие комплексы могут включать в себя до 128 узлов (контроллеров и операторских станций). При этом связь может осуществляться по нескольким последовательным портам. Для связи двух мониторов можно использовать интерфейс RS-232. Чтобы связаться с несколькими удаленными узлами поэтому интерфейсу, нужно иметь соответствующее количество последовательных портов. Это позволяет организовать связь типа «звезда». Такая конфигурация может потребовать дополнительных затрат на многоканальные платы. Однако она позволяет быстрее передавать данные за счет распараллеливания обмена с разными удаленными узлами. ТРЕЙС МОУД поддерживает обмен одновременно по 32 последовательным портам.

Для связи сильно разнесенных в пространстве мониторов можно использовать радиоканал, выделенные или коммутируемые телефонные линии. В этих случаях нужны дополнительные устройства – модемы. Они согласуют электрические характеристики последовательных портов и используемой среды передачи.

Подтипы и атрибуты каналов в Trace Mode

Подтип канала.

Подтип канала указывает класс источников или приемников данных, с которыми будет связываться канал. Для каналов типа INPUT подтип характеризует получаемую ими информацию (АНАЛОГ – значение АЦП, считанное с платы УСО, СИСТЕМНЫЙ – состояние системы, СВЯЗЬ – данные с удаленных узлов проекта и пр.). Каналы OUTPUT имеют тот же набор подтипов, что и каналы INPUT. Однако для них подтип определяет класс приемников, а не источников данных (АНАЛОГ – значение ЦАП, СИСТЕМНЫЙ – состояние системы, СВЯЗЬ – значения управляемых каналов на удаленных узлах проекта и пр.). Всего существует шестнадцать подтипов каналов. Все они могут задаваться как для входных, так и для выходных каналов. Подтип канала задает класс источников или приемников данных. Кроме того, подтип канала определяет также количество его дополнительных настроек. Уточнение источника или приемника в рамках заданного подтипом класса осуществляется с помощью дополнения к подтипу.

Последний уровень адресации источника или приемника данных осуществляется с помощью настроек канала.

Пример.

Пусть надо настроить канал для запроса данных от удаленного МРВ по протоколу M_LINK. Тип канала в этом случае следует установить INPUT, поскольку данные запрашиваются. Для обмена данными с удаленными мониторами ТРЕЙС МОУД по любой линии связи используется подтип каналов СВЯЗЬ. Дополнение к подтипу должно быть задано In M_Link. Такой канал будет иметь пять настроек. В них будет указываться номер последовательного порта, имя удаленного монитора, название объекта базы каналов, имя канала и его атрибут.

Атрибуты каналов.

Границы шкалы указывают возможный диапазон изменения контролируемого параметра. Например, если датчик позволяет измерять давление в диапазоне от 0 до 10 кгс/см2 , то его показания, лежащие вне данного диапазона, являются заведомо недостоверными. Если задать для канала границы шкалы, то при выходе за них его реального значения может автоматически формироваться признак недостоверности данных. Эта информация может быть доведена до оператора и зафиксирована в архивах.

Пример

  • Обработка аварийной ситуации.
  • Использование аварийных границ и интервала.

Рассмотрим решение следующей задачи: при понижении давления в котле ниже предаварийной границы (НГ_0) надо записать в отчет тревог сообщение «КОТЕЛ_1 предаварийное состояние» и проиграть предупреждающий звуковой файл.

Для решения этой задачи потребуются два канала. Настроим один из них на прием данных (INPUT) от датчика давления и зададим ему имя ДАВЛЕНИЕ. Для этого канала в диалоге Реквизиты установим флаг сохранения в отчете тревог и, исходя из технологических требований, зададим значение границы НГ_0 и в бланке Сообщения в отчет тревог введем требуемое сообщение для записи в отчет тревог.

Второй канал должен иметь тип OUTPUT, подтип СИСТЕМНЫЙ и дополнение к подтипу звуковой файл. Имя этому каналу дадим ЗВУК. Далее создадим программу, содержащую два аргумента. Эта программа должна при отличии первого аргумента от 0 формировать значение второго аргумента, равным 1 (номер звукового файла, содержащего вой сирены), а в противном случае — 0. Установим ссылку на эту программу из процедуры УПРАВЛЕНИЕ канала ЗВУК. В качестве первого аргумента будем использовать значение интервала канала ДАВЛЕНИЕ, а в качестве второго — реальное значение канала ЗВУК. Теперь при переходе реального значения канала, измеряющего давление, через границу НГ0 аппаратное значение канала, управляющего звуковой платой, будет равно 1. Файл с записанным звуковым предупреждением должен находиться в директории проекта и иметь имя 1.wav.

 

Процедуры обработки данных каналов в Trace Mode

Входное значение канала преобразуется в аппаратное, реальное и выходное с помощью процедур.

Процедурами канала являются:

  • масштабирование (умножение и смещение),
  • фильтрация (подавление пиков, апертура и сглаживание),
  • логическая обработка (предустановка, инверсия, контроль сочетаемости),
  • трансляция (вызов внешней программы),
  • управление (вызов внешней программы).

Порядок следования и содержание процедур может меняться в зависимости от типа канала (входной или выходной, аналоговый или дискретный).

Процедура масштабирование используется только в каналах, работающих с аналоговыми переменными. Она включает в себя две операции: умножение и смещение. Последовательность этих операций меняется в зависимости от типа канала:

  • у каналов типа INPUT входное значение умножается на заданный множитель и к полученному результату добавляется величина смещения. Результат присваивается аппаратному значению канала.
  • у каналов типа OUTPUT к аппаратному значению добавляется величина смещения, затем эта сумма умножается на заданный множитель, а результат присваивается выходному значению канала.

Процедура трансляция определена для всех каналов независимо от их типа и вида представления. У входных каналов процедура трансляции преобразует аппаратное значение в реальное, а для выходных – наоборот. Для этого вызывается FBD-программа. Вызываемая программа выбирается при настройке процедуры. При настройке процедуры входные и выходные аргументы выбранной программы связываются с атрибутами текущего канала, а также любых других каналов из текущей базы. Поэтому процедура трансляции одного канала может также использоваться для формирования значений других каналов.

Пример использования процедуры трансляция.

Необходимо измерять расход вещества, транспортируемого по трубопроводу, и интегрировать его по времени для расчета технико-экономических показателей производства. На трубопроводе установлен датчик скорости потока.

 

Решение. Для решения этой задачи потребуется один канал типа INPUT. Его аппаратное значение необходимо связать с данными, поступающими от датчика скорости потока (адресация каналов будет описана в следующем разделе), настроить коэффициенты масштабирования и дрейфа нуля исходя из геометрических характеристик трубопровода и физических свойств потока для перевода измеренной скорости в величину расхода. Далее следует создать программу, в которой будет выполняться интегрирование входной величины и результат записываться в выходную переменную. Затем эту программу надо установить для процедуры трансляции данного канала. При такой конфигурации во входном значении канала будет находиться информация о скорости потока, в аппаратном — величина расхода вещества, а в реальном — количество прошедшего по трубе вещества. Набор процедур в канале зависит от формата данных. Каналы, работающие с аналоговыми переменными, используют следующие процедуры масштабирование, трансляцию, фильтрацию и управление. В каналах, обрабатывающих дискретные параметры, используются логическая обработка, трансляция и управление.

Фильтрация – процедура, которая присутствует только у аналоговых каналов. Набор выполняемых ею операций отличается для входных и выходных каналов. У каналов типа INPUT фильтрация выполняется после процедуры трансляции до формирования реального значения. Фильтрация включает в себя следующие операции: подавление случайных всплесков в тракте измерения; подавление малых колебаний значения канала; экспоненциальное сглаживание; контроль шкалы – отслеживание выхода реального значения канала за установленные границы шкалы. У каналов типа OUTPUT данная процедура формирует реальное значение по входному значению. При этом выполняются следующие операции:

  • ограничение скорости изменения реального значения;
  • подавление малых колебаний значения канала;
  • экспоненциальное сглаживание;
  • контроль шкалы – обрезание величины управляющего воздействия до границ шкалы канала.

 

Управление – процедура, которая определена для всех каналов. Она реализует функцию управления. С ее помощью можно вызвать программу, в которой можно запрограммировать требуемые алгоритмы управления. В качестве аргументов программе могут передаваться значения и атрибуты любых каналов из текущей базы. Эти аргументы могут быть как входными, так и формируемыми. Формально процедура управления связана с каналом только циклом пересчета. Она может вообще никак не участвовать в формировании его значений, а управлять другими каналами. Такая ситуация часто наблюдается при использовании процедуры «Управление» на каналах типа INPUT.

Кроме основных значений, канал имеет дополнительные переменные: шесть границ, гистерезис, настройки процедур обработки, начальные параметры, флаги архивирования и др. Переменные, настройки и идентификаторы канала образуют список его атрибутов.

Возможные процедуры для канала в Trace Mode

Возможные процедуры для канала в Trace Mode

Часть из них задается в редакторе базы каналов и не может быть изменена в реальном времени. Другие могут иметь начальные значения и доступны для изменения.

 

Каналы Input/Output в Trace Mode

КАНАЛ (базовое понятие системы) – это структура, состоящая из набора переменных и процедур, имеющая настройки на внешние данные, идентификаторы и период пересчета ее переменных. Идентификаторами канала являются имя, комментарий и кодировка. Например, имя канала, связанного с пятым каналом платы аналогового ввода, расположенной в первом посадочном месте контроллера, будет AI_-pе01-0005. Кроме того, каждый канал имеет числовой идентификатор, используемый внутри системы для ссылок на этот канал. Среди переменных канала выделяются четыре основных значения:

  • входное (In),
  • аппаратное (A),
  • реальное (R)
  • выходное (Q).

С помощью настроек входное значение канала связывается с источником данных, а выходное – с приемником.

В зависимости от направления движения информации, т.е. от внешних источников (данные с контроллеров, УСО или системные переменные) в канал или наоборот, каналы подразделяются на входные (тип INPUT) и выходные (тип OUTPUT)

Канал типа Input

Канал типа Input

Входной канал запрашивает данные у внешнего источника (контроллер, другой МРВ и пр.) или значение системных переменных (счетчик ошибок, длина архива и пр.). Полученное значение поступает на вход канала и далее пересчитывается в аппаратное и реальное значения. Аппаратное значение у каналов типа INPUT формируется масштабированием (логической обработкой для дискретных каналов) входных значений. Используемые процедуры обеспечивают первичную обработку данных (исправление ошибок датчиков, масштабирование, коррекция температуры холодных спаев термопар и т. д.). Выходные значения в  каналах типа INPUT не используются.

Выходной канал передает данные приемнику. Приемник может быть внешним (значение переменной в контроллере, в другом МРВ и пр.) или внутренним — одна из системных переменных (номер проигрываемого звукового файла, номер экрана, выводимого на монитор, и пр.). И внешние и внутренние приемники данных связываются с выходными значениями каналов. У каналов типа OUTPUT их входное значение формируется одним из следующих способов: процедурой управление данного канала; процедурами управление или трансляция других каналов; метапрограммой на языке Техно IL; Каналом удаленного узла (например, по сети); оператором с помощью управляющих графических форм. У каналов типа OUTPUT аппаратное значение получается из реального процедурой трансляция. Аппаратные значения каналов имеют такое название, поскольку в них удобно получать величины унифицированных сигналов, с которыми работает аппаратура ввода/вывода (4-20 мА, 0-10 В и пр.). Реальные значения предназначены для хранения значений контролируемых параметров или сигналов управления в реальных единицах (например, кг/час, оС, % и пр.). Выходное значение определено только для каналов типа OUTPUT. Оно пересчитывается из аппаратного значения.

Канал типа Output

Канал типа Output

Данные из внешних устройств записываются в каналы, данные из каналов посылаются на внешние устройства. В каналы оператор заносит управляющие сигналы. Значения из каналов записываются в архивы, операторские отчеты и т.п. В каналах осуществляется преобразование данных. Меняя значения на системных каналах, можно управлять выводимой на экран информацией, звуковыми сигналами и т.д., т.е. всей системой.

 

Архитектура TRACE MODE

SCADA-система TRACE MODE содержит средства разработки операторского интерфейса (SCADA/HMI), программирования контроллеров (Softlogic), управления основными фондами (EAM), персоналом (HRM) и производственными процессами (MES).

Все программы, входящие в TRACE MODE, подразделяются на две группы:

  1. инструментальную систему разработки
  2. исполнительные модули (runtime).

Как видно из рисунка, инструментальная система разработки содержит три редактора:

  • редактор базы каналов;
  • редактор представления данных;
  • редактор шаблонов.

В редакторе базы каналов создается математическая основа системы управления: описываются конфигурации всех рабочих станций, контроллеров и УСО, а также настраиваются информационные потоки между ними. Здесь же описываются входные и выходные сигналы и их связь с устройствами сбора данных и управления; задаются периоды опроса или формирования сигналов, настраиваются законы первичной обработки и управления, технологические границы, программы обработки данных и управления, осуществляется архивирование технологических параметров, сетевой обмен, а также решаются некоторые другие задачи.

Результатами работы в этом редакторе являются математическая и информационная структуры проекта АСУТП, которые включают в себя набор баз каналов и файлов конфигурации для всех контроллеров и операторских станций (узлов) проекта, а также файл конфигурации всего проекта c расширением cmt (для версии 6 расширение — prj). Все остальные файлы проекта хранятся в рабочей директории в каталоге, имя которого совпадает с именем файла конфигурации.

В редакторе представления данных разрабатывается графическая часть проекта системы управления. Сначала создается статичный рисунок технологического объекта, а затем поверх него размещаются динамические формы отображения и управления.

Среди этих форм присутствуют такие, как поля вывода числовых значений, графики, гистограммы, кнопки, области ввода значений и перехода к другим графическим фрагментам и т. д.

Кроме стандартных форм отображения, TRACE MODE позволяет вставлять в проекты графические формы представления данных или управления, разработанные пользователями.

Все формы отображения информации, управления и анимационные эффекты связываются с информационной структурой, разработанной в редакторе базы каналов.

Для разработки шаблонов документов в состав инструментальной системы включен редактор шаблонов.

Исполнительная система TRACE MODE включает в себя исполнительные модули (мониторы, МРВ) – программные модули различного назначения, под управлением которых в реальном времени выполняются составные части проекта, размещаемые на отдельных компьютерах или в контроллерах, предназначенные для работы на всех уровнях систем управления, о которых говорилось выше.

Существует ряд программных модулей, назначение которых четко не привязано к функциям одного из перечисленных уровней систем управления.

К таким модулям относятся:

  • глобальный регистратор;
  • сервер документирования;
  • Web-активатор;
  • GSM-активатор.

Они могут использоваться для создания как оперативного, так и административного уровней систем управления.

Глобальный регистратор служит для обеспечения надежного хранения архивов ТП. Он архивирует данные, посылаемые ему по сети мониторами реального времени (64 000 параметров с дискретностью 0,001 с), обеспечивает автоматическое восстановление данных после сбоя, а также может передавать архивные данные для просмотра мониторам SUPERVISOR. Глобальный регистратор может также выступать как ОРС-сервер и DDE-сервер и поддерживает обмен с базами данных через ODBC.

Для документирования технологической информации в TRACE MODE предусмотрен специальный модуль — сервер документирования. Документирование осуществляется по шаблонам, которые создаются в редакторе шаблонов. Время или условие генерирования документа, имя файла шаблона, а также направление вывода документа описываются в программах документирования — сценариях.

Подготовка отчетов (документов) чаще всего привязывается к астрономическому времени. Например, они могут генерироваться один раз в час, один раз в сутки, один раз в месяц или один раз в десять минут. Кроме того, можно установить режим подготовки документа один раз в смену и затем описать разбивку суток на смены.

Сервер документирования NetLink Light используется для решения задачи документирования технологической информации. Он по команде МРВ, собственному сценарию или по команде оператора интерпретирует созданные заранее шаблоны, запрашивает у МРВ необходимые данные и формирует по ним документы. Эти документы могут быть распечатаны на принтере, отправлены по E-mail или опубликованы на Web-сервере.

Утилита консоль тревог позволяет просматривать отчет тревог разных МРВ одного проекта. Для каждого просматриваемого отчета тревог создается отдельное окно. В него можно выводить информацию из файла отчета тревог или сообщения, формируемые МРВ.

Любая рабочая станция системы TRACE MODE может выступать в качестве Web-сервера, что позволяет управлять технологическим процессом через Интернет (Internet). На удаленном компьютере необходимо иметь только доступ к сети Интернет и Web-браузер. Для реализации данного режима предназначен модуль Web-активатор, который используется в качестве www-шлюза для локальных систем АСУ ТП на базе TRACE MODE или для придания функций Web-сервера мониторам реального времени. Использование Web-активатора позволяет быстро превратить существующие АСУТП и АСУП в Internet/Intranet-системы без переделки баз данных реального времени (баз каналов). Доступ к данным реального времени через Web-активатор осуществляется при помощи обыкновенного браузера, работающего под любой операционной системой, позволяющей запуск виртуальной Java-машины. Информация о технологическом процессе представляется пользователю в виде анимированных мнемосхем, трендов и таблиц. Связь с серверами реального времени TRACE MODE может осуществляться практически любыми доступными средствами, например через сотовую сеть стандарта GSM, инфракрасный порт, сеть на основе интерфейса RS-232/485 или модем с использованием высоконадежного протокола TCP/IP. Можно осуществлять подключение и непосредственно через Internet. Для этого достаточно войти в Internet и набрать IP-адрес сервера TRACE MODE – подключение произойдет автоматически.

Для доступа к данным пользователю достаточно набрать Web-адрес активатора и ввести пароль, тогда весь проект загружается в удаленный компьютер в виде Java-аппрета. Использование стандартного языка Java при написании аппретов позволяет реализовать на удаленных компьютерах не только Windows, но и другие операционные системы, например Unix, Linux, Mac OS и т. д., а также ОС, использующиеся в карманных PC. Проект TRACE MODE поступает к пользователю в виде Java-аппрета, объем которого не превышает 300 Кбайт, что дает возможность использовать Web-активатор в сетях с низким качеством связи. Достоинством технологии Java является также повышенная безопасность. При использовании Web-активатора не требуется установка Web-серверов других производителей (например, MS IE), что выгодно отличает эту программу от решений, примененных в других SCADA.

Для обеспечения мобильных пользователей АСУ оперативной информацией в режиме реального времени на базе TRACE MODE разработан программный продукт — GSM-активатор. Он предназначен для дистанционного мониторинга и управления технологическими процессами, а также для получения оперативной технико-экономической информации при помощи сверхпортативных компьютеров handheld PC.

В реальном времени GSM-активатор может принимать информацию от 64 000 датчиков, осуществлять супервизорное управление, получать технико-экономическую информацию из баз данных через сервер, использующий стандартные интерфейсы SQL/ODBC, ОРС, DDE и т. д. Вся входящая информация отображается графически в виде анимированных мнемосхем и трендов.

GSM-активатор, относящийся к новому классу систем оперативного управления, отражающих мировую тенденцию к миниатюризации и автономизации компьютерных систем, может быть использован в качестве персональной информационной системы руководителя.

К GSM-активатору проявляют интерес нефтяные компании, электрические и тепловые сети РАО ЕЭС и РАО ГАЗПРОМ, коммунальные и другие службы, управляющие пространственно распределенными объектами. GSM-активатор пригоден также к применению в охранных службах: получение в реальном времени информации о состоянии охраняемого объекта может стать основой успеха операции группы быстрого реагирования, вызванной по тревоге.

Нужно отметить, что в последней версии TRACE MODE 6 все редакторы системы вызываются из одной программы — Интегрированной среды разработки (ИС). ИС – единая программная оболочка, содержащая все необходимые средства для разработки проекта. Все переменные проекта, к чему бы они ни относились — к контроллеру, к операторской станции, к управлению техобслуживанием или производством хранятся в единой базе данных проекта. Единая база проекта устраняет лишнюю работу проектировщика по созданию, поддержке и взаимной увязке во многом одинаковых баз переменных контроллеров и ПК, характерную для систем предыдущего поколения.

Логическая структура проекта полностью отделена от аппаратной части. Благодаря единому пространству распределенных переменных, переменные из разных узлов могут связываться между собой также легко, как и в пределах одного узла, любые изменения, вносимые в объект, автоматически применяются везде,где он был задействован.

Глоссарий TRACE MODE.


 

ПРОЕКТ системы управления – это совокупность всех математических и графических элементов системы, функционирующих на различных операторских станциях и контроллерах одной АСУ ТП, объединенных информационными связями и единой системой архивирования. Проект может быть масштабным (сотни узлов), а может включать в себя только один контроллер или одну операторскую станцию.

Под проектом в TRACE MODE 6 понимается вся совокупность данных и алгоритмов функционирования распределенной АСУ (АСУТП и/или T-FACTORY), заданных средствами TRACE MODE.

Итогом разработки проекта является создание файлов, содержащих необходимую информацию об алгоритмах работы АСУ.

Эти файлы затем размещаются на аппаратных средствах (компьютерах и контроллерах) и выполняются под управлением исполнительных модулей TRACE MODE.

Составная часть проекта, размещаемая на отдельном компьютере или в контроллере и выполняемая под управлением одного или нескольких исполнительных модулей TRACE MODE, называется узлом проекта.

УЗЕЛ – любое устройство в рамках проекта, в котором запущено программное обеспечение TRACE MODE, реализующее серверные функции. Это может быть контроллер, операторская станция или архивная станция. В проекте не может быть более 128 узлов. В общем случае размещение узла на том же аппаратном средстве, на котором он должен исполняться под управлением монитора, не является обязательным – мониторы могут загружать узлы с удаленных аппаратных средств.

БАЗА КАНАЛОВ – совокупность всех каналов, математических объектов, FBD-программ и IL-программ, созданных для каждого конкретного узла.

ОБЪЕКТ БАЗЫ КАНАЛОВ – совокупность любых каналов, которой приписан определенный набор свойств и атрибутов. Среди последних можно назвать имя, графический идентификатор, флаг подчинения: родитель, потомок. Оформленные группы каналов могут быть подчинены друг другу и создавать таким образом иерархические структуры.

ДРАЙВЕРЫ обмена – драйверы, используемые  мониторами TRACE MODE для взаимодействия с устройствами, протоколы обмена с которыми не встроены в мониторы.