4.4. Scada-приложения для слежения за производственным процессом
Практически все SCADA системы имеют приложения, позволяющие просматривать базу данных в виде таблицы [1]. Эти таблицы являются электронными и содержат данные, которые обновляются через заданные промежутки времени, называемые периодом сканирования. Обновляемые данные за определенный период сканирования (0,3 с, 0,5 с, 1 с….) являются отражением («слепком») хода производственного процесса.
Электронная таблица данных SCADA систем оперирует понятием тега базыданных, положенных в основу функционирования генератора базы данных.
Наиболее распространенными являются 4 типа тегов: Аналоговый ввод(Analog Input-AI), аналоговый вывод(Analog Output-AO), Дискретный ввод(Digital Input - DI), Дискретный вывод(Digital Output - DO).
Под сканированием базы данных понимаем обработку блоков (тегов) базы с заданной периодичностью.
Теги базы данных это программные блоки с множеством полей. У разного типа тегов – разный набор полей. Но есть поля, присутствующие во всех тегах – такие как: имя тега, тип тега, описание тега и т.д., как показано в табл. 14.
Таблица 14
TagName |
имя тега. В базе не может быть двух тегов с одинаковыми именами. |
Type |
Тип тега AI – Аналоговый вход – данные из контроллера (Float или integer) AO– Аналоговый выход – данные в контроллер (Float или integer) DI – Дискретный вход – данные из контроллера (1 бит) DO– Дискретный выход – данные в контроллер (1 бит) |
Description |
Описание тега. Разрешено до 40 символов. |
Scan Time |
Период сканирования. Определяет, как часто обновляются данные в блоке. |
I/O Dev |
Драйвер ввода/вывода |
I/O Addr |
Адрес ввода/вывода |
Cur Value |
Текущее значение |
Имя тега в проекте формируется следующим образом:
XXX…X_C1 – данные первого контроллера
XXX…X_C2 – данные второго резервирующего контроллера
Если в проекте используется два контроллера, все теги продублированы. Имена дублирующих тегов совпадают, кроме последних трех символов - _С1 или _С2.
В теге для получения данных через ОРС – протокол указывается: имя сервера; имя группы; тип данных (IN или OUT): IP-адрес: порт: группа: слово в группе_ разряд (бит) в слове (может быть/ может не быть).
Блок аналогового входа (ai).
Блок получает аналоговые данные от контроллера каждый раз, когда программа WSACTASK сканирует блок.
Блок AI может быть порожден: аналоговыми сигналами (температура, давление, частота, напряжение и т.д.), которые преобразованы в цифровую форму и записаны в регистре (буфере) в виде входных слов, состоящих из 8,16,32 бит. Таким образом все аналоговые сигналы оцифрованы и записываются в регистрах AI. Диалоговое окно для настройки аналогового тега типа AI открывается нажатием кнопки Basic (рис.61)
Для просмотра конкретного тега в окне генератора базы данных нужно сделать двойной щелчок мышью по строке с выбранным тегом. В качестве примера рассмотрим тег с именем Т1. К примеру, в этом теге помещается информация о положении детали на конвейере. Т1 – счетчик-таймер контроллеров. Через 0,1с идет анимация кубика (детали) на конвейере. От этого времени зависит динамика координаты перемещения детали – кубика (детали) по конвейеру.
Рис. 61 Вкладка Basic тега аналогового входа
В табл. 15 на первой вкладке окна определены следующие поля:
Таблица 15
Имя тега |
T1 |
Описание |
Положение детали |
Драйвер |
OPC |
Адрес ввода/вывода |
Crane_trans;timers;IN:172.16.64.221:5000:4:0; Crane_trans – имя сервера OPC timers – имя группы IN – входной аналог 172.16.64 маска сети 221 – IP адрес контроллера, с которого принимаются данные о положении детали 5000 – номер порта контроллера 4:0 – адрес, 4 – группа (регистр) контроллера 0 – нулевое слово |
Scan time |
0.10 секунды |
Минимум |
0 |
Максимум |
5000 Кроме мин/макс в этих полях определяется точность запрашиваемых данных, т.е. количество знаков после запятой. |
Единица измерения |
Градусы (град), вольты (В), метры (м) и др. |
В табл. 16 указывается – будут ли генерироваться тревоги, и, если будут, при каких значениях.
Рис.62 Вкладка тега аналогового входа – Alarms (тревоги)
Таблица 16
Enable Alarming |
Включение обработки алармов. Если это поле отключено (галки нет), значения остальных полей игнорируется. |
Alarm Area |
Зона тревоги. Например, зона С1 – тревоги в цехе 1, зона С2 – тревоги по всему заводу. Для данного проекта определены две зоны тревоги С1 и С2. С1 – это просто текст, который может быть любым, напр., вместо С1 – CTRL1 и т.д. Эта зона используются для фильтрации тревог при выводе тревог и сообщений. |
Priority |
Приоритет тревоги. Low – низкий Medium – средний High – высокий Приоритет используется для выбора цвета при выводе тревог в окно тревог, при выборе звукового файла, чтобы сигнализировать их появление. |
Low Low |
Нижняя аварийная граница. При совпадении с минимумом аварийная тревога не генерируется. |
Low |
Нижняя предупредительная граница. При совпадении с Low Low предупредительная тревога не генерируется |
High |
Верхняя предупредительная граница. При совпадении с High High предупредительная тревога не генерируется |
High High |
Верхняя аварийная граница. . При совпадении с максимумом аварийная тревога не генерируется. |
Rate of Change |
Скорость изменения значения тега. Если задано скорость изменения, то при каждом цикле вычисляется разница текущего и предыдущего значения, т.е. полученного при предыдущем сканировании. Если величина больше, чем число указанное в этом поле, генерируется тревога. |
Dead Band |
Мертвая зона или зона нечувствительности при генерировании новой тревоги. В нашем примере поле равно нулю. Предположим, что тревога включена, и значение аналога каждую секунду колеблется: 173,4 – 173,5 – 173,4 – 173,5 ….. И каждую секунду при значении 173,4 – будет выдано сообщение о том, что сигнал в Норме (ОК), при 173,5 – генерироваться предупредительное сообщение. И каждую секунду сообщение о предупреждении будет записываться в журнал тревог и сообщений. |
На рис. 63 представлена третья вкладка блока аналогового входа:
Рис. 63. Третья вкладка тега аналогового входа
Таблица 17
Alarm Field 1 Alarm Field 2 |
Дополнительные текстовые поля, выводимые при генерации тревоги. Напр., для всех тегов 1-го контроллера в Alarm Field 1 напишем “контроллер 1 “ и укажем в конфигурации Алармов это поле. После в файл тревог будет записан текст Р пар в регулирующей ступени ЦВД. Контроллер1. |
On scan Off scan |
При загрузке базы сканирование этого тега будет включено (On scan) или отключено. |
Auto (автоматическое) Manual (ручное) |
при загрузке базы сканирование запускается автоматически или вручную. |