Инструкции по оборудованию / Upravlenie_nasosnoy_perekachivayuschey_stantsiey_Metodichka_1

Рис. 7. Этап Init

В Green1 TRAFFICSIGNAL1 будет зеленым (STATUS:=1), TRAFFICSIGNAL2

будет красным (STATUS:=3), задержка в 5000 миллисекунд.

Рис. 8. Этап Green1

Switch1 изменяет состояние TRAFFICSIGNAL1 на 2 (жёлтое) и, соответственно, TRAFFICSIGNAL2 на 4 (жёлто-красное). Кроме того, теперь устанавливается задержка в 2000 миллисекунд. Это выглядит так:

Рис. 9. Этап Switch1

Green2 включает красный в TRAFFICSIGNAL1 (STATUS:=3) и зеленый в TRAFFICSIGNAL2 (STATUS:=1). Задержка устанавливается в 5000

миллисекунд.

Рис. 10. Этап Green2

В Switch2 STATUS в TRAFFICSIGNAL1 изменяется на 4 (жёлто-красный),

соответственно, TRAFFICSIGNAL2 будет 2 (жёлтый). Задержка теперь должна быть в 2000 миллисекунд.

91

Рис. 11. Этап Switch2

Если вы хотите проверить работу программы в режиме эмуляции, сделайте следующее:

Откройте POU PLC_PRG. Каждый проект начинает работу с PLC_PRG. Вставьте в него компонент и замените “AND” на “SEQUENCE”. Входы и выходы оставьте пока свободными.

Теперь вы можете откомпилировать (‘Проект’ ‘Компилировать’ - 'Project' 'Build') её и проверить отсутствие ошибок. В окне сообщений вы должны увидеть текст: "0 Errors, 0 Warnings".

Теперь включите флажок ‘Онлайн’ ‘Режим эмуляции’ (‘Online’ 'Simulation mode') и дайте команду 'Онлайн' ‘Подключиться’ (‘Online’ 'Login'). Запустите программу 'Онлайн' ‘Старт’ (‘Online’ 'Run').

Откройте программу SEQUENCE. Программа запущена, но не работает, поскольку переменная START должна иметь значение TRUE. Далее это будет делать PLC_PRG, но сейчас вы можете изменить ее вручную. Для этого щелкните дважды мышью по объявлению этой переменной. Ее значение теперь выделено цветом и равно TRUE. Дайте команду записи значений переменных ('Онлайн' ‘Записать значения’ – ‘Online’ 'Write values'). Теперь вы можете понаблюдать за работой программы. Активные шаги диаграммы выделяются голубым цветом.

Для продолжения редактирования программы закройте режим онлайн командой 'Онлайн' ‘Отключение’ (‘Online’ 'Logout').

Визуализация примера С помощью визуализации можно быстро и легко оживить переменные

проекта. Полное описание визуализации приведно в главе 8 приложения 2. В рамках данной работы нарисуем два светофора и их выключатель, который позволит нам включать и выключать блок управления светофором.

Создание новой визуализации Для того чтобы создать визуализацию, выберите вкладку ‘Визуализации’

(Visualizations) в организаторе объектов. Теперь выполните команду ‘Проект’

‘Объект - Добавить’ ('Project' 'Object Add').

Введите любое имя для визуализации, например, Lights. Когда Вы нажмете кнопку Ok, откроется окно, в котором вы будете создавать визуализацию.

92

Вставка элемента в визуализацию Для создания визуализации светофора выполните следующие действия:

•Выберите команду ‘Вставка’ ‘Эллипс’ ('Insert' 'Ellipse') и нарисуйте окружность с диаметром около 2 сантиметров. Для этого щелкните мышью на рабочем поле и, удерживая левую кнопку мыши, растяните появившуюся окружность до требуемого размера.

•Дважды щелкните мышью на окружности. Появится диалоговое окно для настройки элемента визуализации.

•Выберите категорию ‘Переменные’ (Variables) и в поле ‘Изм. цвета’ (Change color) введите имя переменной .L1_red. Вводить имя переменной удобно с помощью Ассистента Ввода (Input Assistant) (клавиша ). Глобальная переменная L1_red будет управлять цветом нарисованной вами окружности

Рис. 12.

•Выберите категорию ‘Цвета’ (Colors). В области ‘Цвета’ (Color) нажмите кнопку ‘Заливка’ (Inside) и в появившемся окне выберите любой нейтральный цвет, например, черный.

•Нажмите кнопку ‘Заливка’ (Inside) в области ’Тревожный цвет’ (Alarm Color) и выберите красный цвет.

Рис. 13.

93

Полученная окружность будет черной, когда значение переменной ложно, и красной, когда переменная истинна. Таким образом, мы создали первый фонарь первого светофора.

Остальные цвета светофора.

Теперь вызовите команду ‘Правка’ ‘Копировать’ ('Edit' 'Copy') (+) и дважды выполните команду ‘Правка’ ‘Вставить’ ('Edit' 'Paste') (+). Вы получите две новых окружности. Перемещать эти окружности можно с помощью мышки. Расположите их так, чтобы они представляли собой вертикальный ряд в левой части окна редактора. Двойной щелчок по окружности приводит к открытию окна для настройки свойств элемента визуализации. В поле ‘Изм. цвета’ (Change Color) диалога ‘Переменные’ (Variables) окон настройки свойств соответствующих окружностей введите следующие переменные:

для средней окружности: .L1_yellow для нижней окружности: .L1_green

В категории ‘Цвета’ (Colors) в области ‘Тревожный цвет’ (Alarm color) установите цвета окружностей (желтый и зеленый).

Корпус светофора.

Теперь вызовите команду ‘Вставка’ ‘Прямоугольник’ (“Insert” “Rectangle”) и вставьте прямоугольник так, чтобы введенные ранее окружности находились внутри него. Выберите цвет прямоугольника и затем выполните команду ‘Дополнения’ ‘На задний план’ (“Extras” “Send to back”), которая переместит его на задний план. После этого окружности снова будут видны.

Активизируйте режим эмуляции, выполнив команду ‘Онлайн’ ‘Режим эмуляции’ – ‘Online’ “Simulation mode”(режим эмуляции активен, если перед пунктом ‘Режим эмуляции’ стоит галочка).

Запустите программу путем выполнения команд ‘Онлайн’ ‘Подключиться’

(‘Online’ ‘Login’) и ‘Онлайн’ ‘Старт’ (‘Online’ ‘Run’) и вы увидите, как будут меняться цвета светофора.

Второй светофор.

Самый простой способ создать второй светофор – скопировать все элементы первого. Выделите элементы первого светофора и скопируйте их, выполнив команды ‘Правка’ ‘Копировать’ (“Edit” “Copy”) и ‘Правка’ ‘Вставить’ (“Edit” “Paste”). Замените имена переменных, управляющих цветами (например,

.L1_red на .L2_red), и второй светофор будет готов.

Переключатель ON.

Как описано выше, вставьте прямоугольник, установите его цвет и введите переменную .ON в поле ‘Изм. цвета’ (Change Color) категории ‘Переменные’ (Variables). В поле ‘Строка’ (Content) категории ‘Текст’ (Text) введите имя

“ON”.

94

Рис. 14.

Для того чтобы переменная ON переключалась при щелчке мышкой на этом элементе, в поле ‘Переменная переключения’ (Toggle variable) категории ‘Ввод’ (Input) введите переменную «ON». Созданный переключатель будет включать/выключать светофоры.

Отобразить включенное состояние можно цветом, как и для светофора. Впишите переменную в поле ‘Изм. цвета’ (Change Color).

Надписи в визуализации.

Под светофорами вставим два прямоугольника. В свойствах элемента в категории ‘Цвета’ (Colors) цвет линии (frame) прямоугольника задайте белым. В поле ‘Строка’ - Contents (категория ‘Текст’ - Text) введите названия светофоров “Light1” “ Light2”.

Рис. 15. Визуализация для проекта Traffic Signal

Порядок выполнения работы:

1.Ознакомиться с краткой теорией, описанием стенда и приложениями 1 и 2.

2.Запустить программу СОDЕSУS на ПК. Создать программу для управления светофором по методике, описанной в краткой теории.

95

3.Создать визуализацию для созданной программы, ознакомиться с работой программы с помощью визуализации.

4.Усовершенствовать программу, для того, чтобы выключать светофоры на ночь. Для этого мы создать в программе счетчик, который после некоторого числа циклов TRAFFICSIGNAL произведет отключение устройства.

5.Ознакомиться с работой усовершенствованной программы аналогично первой.

6.Проанализировать результаты, сделать выводы.

96

Лабораторная работа 7. Изучение программного обеспечения SCADAсистемы.

Цель работы: Изучение программного обеспечения SCADA-системы.

Краткая теория: SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)-система – это инструментальная программа, обеспечивающая создание программного обеспечения для автоматизации контроля и управления технологическим процессом в режиме реального времени. Основная цель создаваемой с помощью SCADA программы – дать оператору, управляющему технологическим процессом, полную информацию об этом процессе и необходимые средства для воздействия на него.

Основные задачи SCADA-системы:

•Сбор данных от датчиков и представление их оператору в удобном для него виде, включая графики изменения параметров во времени;

•Дистанционное управление исполнительными механизмами;

•Ввод заданий алгоритмам автоматического управления;

•Реализация алгоритмов автоматического контроля и управления (чаще эти задачи возлагаются на контроллеры, но SCADA-системы тоже способны их решать);

•Распознавание аварийных ситуаций и информирование оператора о состоянии процесса;

•Формирование отчетности о ходе процесса и выработке продукции.

От надежности, быстродействия и эргономичности SCADA-системы зависит не только эффективность управления технологическим процессом, но и его безопасность.

Место SCADA-системы в системе автоматического управления (САУ) промышленным комплексом.

Модель укрупненной функциональной структуры САУ промышленным комплексом можно представить в виде пятиуровневой пирамиды (рис. 1). Первые 3 уровня - уровни систем технологической автоматизации, следующие 2 - относятся непосредственно к управлению предприятием.

97

Рис. 1.

Системы технологической автоматизации обычно разделены на 3 уровня: нижний, средний и верхний. Выше них находится уровень управления производством в целом. Нижний уровень – это сами датчики и исполнительные механизмы Средний уровень – контроллеры. На среднем уровне происходит:

•прием входных данных;

•первичная обработка данных;

•автоматическое формирование и выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы;

•обмен информацией с верхним уровнем.

Верхний уровень – это и есть уровень SCADA. На этом уровне происходит:

•сбор, обработка и хранение информации, полученной на среднем уровне;

•визуализация текущей и архивной информации в удобном оператору виде (мнемосхемы, графики, тренды, журналы сообщений);

•ввод команд оператора;

•формирование отчетности о результатах технологического процесса;

•обмен информацией с верхним уровнем.

Управление предприятием.

Управление предприятием производится на двух уровнях:

MES (Manufacturing Execution Systems) – система управления производством продукции в реальном времени. Этот уровень служит для планирования производственных заданий для технологических процессов, построения сводных отчетов, глубокого анализа процесса (например, прогнозирование, построение энергетического и материального баланса и др.). Для этих целей также может быть использован инструментарий SCADA.

98

ERP (Enterprise Resource Planning) – система автоматизированного управления административно-финансовой и административно-хозяйственной деятельностью предприятия. На этом уровне используются другие специализированные системы, например, SAP R3.

Функции SCADA Мнемосхемы.

Мнемосхема – это графическое изображение (с помощью встроенного в SCADA графического редактора) технологической схемы с визуализацией значений датчиков, состояния исполнительных механизмов и др. параметров. Для визуализации используется не только отображение значений в виде цифр и надписей, но и изменение визуальных свойств отображаемых графических объектов. Например, в емкости изменяется уровень жидкости, а ее цвет изменяется в зависимости от температуры (динамизация). Исполнительные механизмы могут не просто показывать свое состояние каким-то графическим признаком (например, цветом), но и наглядно показывать свою работу – например, вращением лопастей насоса, движением ленты конвейера и т.п. (анимация).

Архивы.

Получаемые от контроллеров данные SCADA складывает в архивы. Предварительно данные могут быть обработаны (отфильтрованы, усреднены, сжаты и т.п.). Часто используется не регулярная запись, а запись по изменению с использованием порога чувствительности («мертвой зоны»). Длительность хранения настраивается в SCADA индивидуально для каждого параметра и может составлять до нескольких лет.

Тренды.

Тренд – это графическое отображение изменения параметра во времени. Тренды в SCADAсистемах могут показывать изменение параметра за всю длительность его хранения в архиве. Оператору предоставляется возможность изменять масштаб, как времени, так и самого параметра. В развитых системах в тренд встроены различные инструменты анализа графика, сравнения его с уставкой или другим параметром, сглаживание или фильтрация, отметки на графике событий (например, нарушение границ) или закладок для памяти и многое другое.

Таблицы.

Зачастую технологу удобнее просматривать архивы не в графическом виде, а в виде таблиц. Обычно эти таблицы можно не только просматривать, но и экспортировать в другие системы.

Графики.

Обычно SCADA позволяют смотреть и зависимость одних параметров от

99

других, тоже во времени. Хотя это функция и менее востребована технологами, чем тренды.

Гистограммы и диаграммы. Другим распространенным способом представления параметров являются гистрограммы (столбиковые диаграммы).

Сообщения.

Сообщения – это текстовые строки, которые информируют оператора о событиях на объекте в той последовательности, в которой эти события происходят. Они всплывают на экране или отображаются в специально выделенной для этого зоне.

Журналы сообщений. Журналы сообщений служат для отображения списков сообщений в том порядке, как они появлялись и были сохранены в архив. Как правило, используются разные экземпляры журналов для разных зон процесса, разных категорий сообщений, разных приоритетов.

Контроль прав доступа. Для того, чтобы оператор мог совершить те или иные действия, ему должны быть администратором предоставлены соответствующие права – например, право управлять исполнительным механизмом, или право изменить задание регулятору. В начале смены оператор регистрируется в системе, и она предоставляет ему выполнять только те действия, которые ему разрешены администратором.

Журнал действий оператора. Управление технологическим процессом очень ответственная задача, поэтому все действия оператора записываются для контроля в специальный журнал, который может быть проанализирован в случае нештатных ситуаций.

Формирование отчета. Удобная среда разработки отчетов позволяет легко и быстро подготовить отформатированные и насыщенные информацией отчеты.

Характеристики SCADA-системы:

•Совместимость с операционными системами;

•Полнофункциональность;

•Открытость;

•Масштабируемость;

•Поддержка промышленных протоколов (собственная драйверная подсистема);

•Совместимость со стандартом OPC (DA, HDA, UA);

•Поддержка доступа через Internet;

•Поддержка баз данных;

•Встроенные языки программирования;

•Средства защиты и надежность;

100