2 Инструменты анализа производственного процесса
2.1 Тренды
На экранах системы управления содержатся элементы позволяющие оценивать текущее состояние производственного процесса, но весьма важным преимуществом SCADA системы является возможность накапливать и выводить в виде графиков информацию о работе системы за длительный промежуток времени. Для этого используется специальный графический инструмент – «Тренд».
Вывод накопленной информации в виде трендов обеспечивает лучшее представление о состоянии производства и характеристиках используемого оборудования, тренды могут использоваться для оперативной оценки текущей ситуации (тренды и SPC-графики), ведения производственного учёта, составления графиков планово-предупредительных ремонтов и т.д.
Тренды позволяют точно указывать, какого типа информацию необходимо получать от устройств ввода/вывода. Регистрировать эту информацию можно как через регулярные интервалы времени (периодические тренды), так и при возникновении определённых событий (событийные тренды). Событийные тренды предназначены для отображения сведений, появляющихся в произвольные моменты времени (например, при сходе изделия со сборочной линии). Как правило, интересуемые данные сохраняются на диске для дальнейшего анализа либо выводятся на экран в виде тренда [1].
Основу трендов составляют оперативная технологическая информация. Система строит графики, регулярно запрашивая от устройств ввода/вывода требуемую единицу данных. Несмотря на то, что промежутки в данных могут быть заполнены, необходимо, чтобы устройства автоматики поддерживали указанную для них периодичность опроса (особенно если длительность интервала опроса составляет менее 100 мс) [1].
Система обеспечивает эффективные сбор и хранение данных любого объёма (единственным ограничением является физический объем дискового пространства). Для долговременного хранения информации её можно в виде архива скопировать на другой диск или магнитную ленту (причём во время работы исполнительной системы). Для повышения эффективности использования устройства хранения файлы трендов рекомендуется держать в сжатом томе [3].
Сбор, хранение и обработку информации для ее представлении в графическом виде осуществляет сервер трендов. При необходимости вывода трендов реального времени и архивных трендов на экран компьютера визуализации клиент запрашивает у сервера необходимые данные. Таким образом, по сети передаются только пакеты «полезных данных» меньшего размера, что существенно уменьшает нагрузку на сеть. Citect позволяет вывести на тренд любую переменную или значение выражения на языке Cicode. На одном экране допускается размещать любое количество трендов, а в каждом окне тренда можно графически отобразить до восьми переменных.
Накопление данных продолжается даже тогда, когда дисплей не активен. Можно перемещаться по страницам проекта, не влияя на процесс построения трендов и систему регистрации данных.
В Citect можно строить периодические тренды – (регистрация данных через определенные интервалы времени с разрешением до нескольких миллисекунд), тренды по событию – (регистрация данных в момент наступления события) и периодические тренды по событию.
Конфигурирование трендов можно производить в «Проводник Citect» или в «Редакторе проектов». В этом случае в «Проводник Citect» должна быть открыта папка «Теги», а в «Редакторе проектов» – меню «Теги». По аналогии с алармами при конфигурировании трендов используется понятие «Теги». Теги – это внутренние переменные системы Citect, которым присваиваются имена с целью идентификации трендовых переменных при выводе их на экран и регистрации в файлы. Щелчок по иконке «Теги трендов» в окне «Содержимое интерфейса» «Проводник Citect» выводит на экран диалог конфигурирования трендов (рисунок 2.1). По нажатию «F2» появляется расширенная конфигурация.
Рисунок 2.1 – Экран конфигурирования тэгов тренда (расширенный)
Поле «Выражение» предназначено для ввода выражения или имени переменной, которая будет отображаться трендом.
Интервал опроса вводится в формате HH:MM:SS Можно ввести одну цифру, например 2, и это будет означать 2 секунды. Ввод десятичной дроби система воспринимает как долю секунды. Например, 0.2 будет означать 200 миллисекунд.
Поле «Тип» предназначено для выбора типа тренда (периодический, по событию, периодический по событию).
В нижней части диалога размещены четыре кнопки: «Добавить», «Заменить», «Удалить», «Справка». Конфигурирование тренда завершается нажатием кнопки «Добавить».
Для конфигурирования следующего тренда надо вновь заполнить поля диалога и снова нажать кнопку «Добавить». При каждом нажатии этой кнопки срабатывает счетчик и в поле «Запись» появляется число, характеризующее общее количество трендов в проекте. Редактирование параметров ранее сконфигурированных трендов завершается нажатием клавиши «Заменить».
Считанная с устройств ввода/вывода информация используется для построения архивных трендов и сохраняется в файлы для дальнейшего анализа [1].
Частоту записи в журнал и количество используемых журнальных файлов можно изменять. Для настройки параметров файлов следует открыть диалог «Теги трендов» и нажать «F2» для отображения дополнительных опций (смотри рисунок 1.6).
В поле «Метод сохранения» указывается один из методов сохранения данных: «Масштабирование» или «С плавающей точкой». Главное различие между этими методами заключается том, что в первом случае на единицу данных отводится два байта, а во втором – восемь байт.
Поле «Формат» используется для выбора формата данных при их записи в файл (данные в файл записываются в заданном формате через запятую) и поля «Время» и «Периодичность» для выбора временного диапазона и периода записи данных в файл. Например, если в поле «Периодичность» выбран [1 00:00], то это будет означать смену файла для записи данных каждый час. Запись 20th April означает смену файла один раз в год 20 апреля.
Для отображения трендов на экране в системе Citect предусмотрены специальные шаблоны страниц:
– одиночный тренд — шаблон для создания страницы с одним окном трендов, в котором имеется до 8 перьев;
– двойной тренд — шаблон для создания страницы с двумя окнами трендов, в каждом из которых имеется до 8 перьев;
– сравнительный тренд — шаблон для создания страницы с двумя трендами, наложенными один на другой о целях их сравнения (до четырех пар графиков);
– масштабный тренд — шаблон страницы с функцией масштабирования;
– выпадающий тренд — шаблон для вывода тренда в любом месте экрана (в отдельном окне);
– тренд по событию – шаблон страницы с одним окном для тренда по событию во времени на восемь перьев [1].
Эти шаблоны практически исчерпывают все потребности студента при создании трендов проекта. Если все-таки появится необходимость в новом шаблоне, то Citect и в этом случае предоставит свой инструмент. В графическом редакторе на линейке инструментов имеется иконка Новый, щелчок по которой выводит на экран меню, одна из опций которого предназначена для создания нового шаблона.
Панель сравнения графиков предоставляет оператору возможность одновременно выводить два графика, назначив каждому перу свои временные характеристики. Двойной щелчок мышью по полю тренда выводит на экран диалог конфигурирования перьев (8 перьев) тренда. Вводить с клавиатуры имена переменных нет необходимости. Достаточно открыть в поле каждого пера список переменных проекта и выбрать переменную, которая будет отображаться этим пером на тренде.
Все вышеизложенное делает механизм трендов в Citect удобным не только при конфигурировании (разработке), но и в процессе эксплуатации.