Методические указания к выполнению лабораторной работы
«Моделирование процесса смешения и создание SCADA системы процесса смешения средствами SCADA пакета iFIX»
Цель работы:
Ознакомиться с архитектурой, основными возможностями SCADA системы iFIX
Нарисовать изобразительными средствами iFIX процесс смешения
Смоделировать изменение уровня в зависимости от расхода входящих и исходящих из миксера потоков
Анимировать запорную арматуру смесителя
Смоделировать включение/выключение миксера и анимировать его состояние не мнемосхеме
Предусмотреть возможность изменения расходов потоков, скорости вращения миксера
Сконфигурировать накопление истории изменения уровня в смесителе и создать на мнемосхеме тренд изменения уровня
Запрограммировать включение/выключение миксера по расписанию
Сделать выводы по лабораторной работе
Последовательность выполнения работы:
1. Знакомство с архитектурой, основными возможностями scada системы iFix
SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition (Система диспетчерского (операторского управления и сбора данных) для реализации информационных функций АСУТП.
В общем случае SCADA система выполняет следующие основные функции:
Сбор данных с микропроцессорных средств автоматизации;
Диспетчерское управление технологическим объектом;
Архивирование параметров технологического процесса;
Сигнализация отклонений параметров технологического процесса от норм;
Визуализация параметров технологического процесса;
Создание и ведение отчетов о технологическом процессе;
Связь с АСУ верхнего уровня.
SCADA пакет iFIX фирмы Intellution является одним из самых современных средств для разработки SCADA систем.
Возможна однопользовательская и многопользовательская (сетевая) конфигурация SCADA. В однопользовательской конфигурации имеется одна операторская станция выполняющая роль SCADA сервера, так и SCADA клиента SCADA Сервер - это ЭВМ на которой имеется База данных процесса, т.е. непосредственно связанная со микропроцессорными средствами автоматизации и осуществляющая сбор данных с этих устройств , а также выдачу к ним управляющих воздействий. SCADA клиенты используют Базу данных процесса SCADA сервера через локальную вычислительную сеть (ЛВС) и непосредственно с микроконтроллерами не «общаются».
Рис.1 Архитектура однопользовательской SCADA системы
Рис.2 Архитектура многопользовательской SCADA системы
Для сбора данных с различных микропроцессорных средств автоматизации на SCADA сервере устанавливаются драйвера ввода-вывода, которые предназначены для конкретных устройств и являются своего рода трансляторами «языка» устройств (протокола обмена информацией) в протокол SCADA системы. В большинстве своем драйвера ввода-вывода имеют отдельные утилиты конфигурирования обмена. Обмен с Базой данных процесса осуществляется через Таблицу образов драйвера(DIT – Driver Image Table) в которой значения обновляются с частотой опроса, сконфигурированной для драйвера ввода-вывода.
Рис.3 Основы архитектуры iFIX (драйвера ввода-вывода)
Специальный компонент iFIX SAC- Scan, Alarm and Control (сканирование, обнаружение тревог и управление) использует значения DIT для обновления значений функциональных блоков Базы данных процесса с частотой обновления функциональных блоков.
Функциональный блок (ФБ) базы данных процесса – это программная структура, предназначенная для выполнения каких-либо функций над данными. Так, например блок AI выполняет функции чтения данных из DIT одного из драйверов, первичного преобразования полученного значения, его масштабирования, а также обнаружения алармов (тревог) при выходе значения за установленные пределы.
Рис.4 Основы архитектуры iFIX (База данных процесса)
База данных процесса представляет собой набор связанных функциональных блоков. Функциональные блоки бывают первичными и вторичными. Первичный ФБ используется для связи с драйверами ввода-вывода. Вторичный ФБ получает информацию с первичного ФБ. Связанные последовательно функциональные блоки образуют цепочку блоков, которая должна быть незамкнутой, так как расчет блоков в цепочке ведется последовательно, начиная с первого блока цепочки и заканчивая последним, в противном случае SAC будет не в состоянии определить начальный блок цепочки для расчета.
Каждый функциональный блок имеет множество полей, которые отражают свойства функционального блока (например Имя, Тип, Дескриптор, Инженерные единицы, Шкала, Входное значение, Выходное и т.п.). Эти поля могут использоваться в дальнейшем для доступа к этим свойствам различными средствами SCADA пакета.
Рис.5 Основы архитектуры iFIX (графические экраны)
С графических экранов возможен доступ ко всем параметрам функциональных блоков базы данных процесса.
SСADA iFIX функционирует в двух режимах режиме разработки (Development) и режиме выполнения (Runtime). В режиме конфигурирования предназначен для разработки конфигурации системы (создание базы данных процесса, создание графических экранов, создание программных модулей, отчетов, конфигурирования накопления истории). В режиме выполнения разработанная SCADA система исполняется в соответствии с ранее разработанной конфигурацией.
Последовательность конфигурирования SCADA iFIX