Лабораторная работа №4
По дисциплине
Интегрированные системы проектирования и управления
по теме
«Модификация проекта в Трейс Моде. Ввод и графическое отображение
параметров»
Выполнил:
Студент 4-го курса
Группы БАП2201
Мягков А.К.
Проверил:
к.т.н., доцент
Петухов В.М.
Москва 2026
Цель работы
Приобретение первичных навыков работы с Навигатором проекта Трейс Моде путём создания и реализации простейшего проекта.
Краткая теоретическая часть
Задачами Редактора проекта Трейс Моде являются:
- запуск Редактора проекта Трейс Моде, открытие нового проекта стандартного вида и сохранение его в личной папке;
- построение шаблона экрана, генератора пилообразного сигнала; - задание и привязка переменной, отладка связи;
- запуск МРВ (монитора реального времени) и проверка работоспособности имитатора созданной виртуальной части диспетчерского пульта условной системы управления;
- модификация проекта добавлением графических элементов на мнемосхему и их привязкой с проверкой работоспособности полученной примитивной системы контроля и управления;
- знакомство с автопостроением каналов передачи значений переменных величин.
Редактор проекта Трейс Моде позволяет:
1. освоить понятия и приобретение навыков работы с Навигатором проекта, введением в проект компонентов: шаблона экрана и виртуального генератора, создание графической части шаблона экрана и привязка его графических элементов к объявленным переменным, привязка переменной канала вызова шаблона экрана к выходу генератора, отладка привязок переменных, запуск Профайлера (Монитора реального времени) и проверка правильности функционирования системы контроля в режиме имитатора;
2. построить в Трейс Моде простейший имитатор получения числового значения технологического параметра от удаленного источника (например, имитатора датчика температуры) и запустить его в режиме реального времени в МРВ (Мониторе реального времени);
3. дополнить имитатор графиком изменения параметра и кнопкой ввода и отображения числового значения, которое в принципе может быть отправлено к внешнему исполнительному устройству, а также текстовым полем, в котором это значение будет отображаться. Проверить работу имитатора в Мониторе реального времени.
Равноценные проекты, приводящие к правильно работающим виртуальным системам контроля и управления (SCADA) могут быть построены несколько отличающимися способами, например, привязкой переменных. Ниже предлагаются по возможности наиболее простые и прямые методики построения проектов, без лишних настроек (вида Графических элементов и шрифтов и т.п.), которые, при необходимости, можно будет уточнить уже после получения работающего монитора.
Выполнение
Задание 1. Модификация проекта в Трейс Моде. Ввод и графическое отображение параметров.
Дополнить уже построенный имитатор графиком изменения параметра и кнопкой ввода числового значения, которое, в принципе, может быть отправлено, например, к внешнему исполнительному устройству, а также текстовым полем, в котором это значение будет отображаться. Проверить работу в Мониторе реального времени.
Модификация проекта в Трейс Моде Сохранение проекта с новым названием.
Дополнение Графических элементов мнемосхемы и введение дополнительных переменных для них и их привязка.
Модификация вида шаблона экрана. Кнопка ввода значения параметра и текстовая область для отображения его значения. Отладка промежуточного результата.
Отображение текущего значения переменной на графике. Графический элемент Тренд. Привязка кривых Тренда к значениям переменных.
Отладка в режиме имитатора работы виртуальной части СКАДА-системы.
Задание 2. Модификация проекта в Трейс Моде. Сохранение проекта с новым названием
Сохранить предыдущий проект в той же папке лабораторной работы с новым именем: Файл - Сохранить как - LabRab2_Gen_To_Text_Diagr_Button.prj.
Дополнение Графических элементов мнемосхемы, введение дополнительных переменных для них и их привязка.
Задание 3. Модификация вида шаблона экрана
Вызовем на рабочее поле шаблон экрана, двойным щелчком по каналу (С) Экран#1:1. Поместим статическое текстовое поле наверху экрана и введем в его Свойствах (двойной щелчок по полю) название "Имитатор системы контроля Мнемосхема". Зададим размер и цвет шрифта.
Примечание. После помещения текстового элемента нужно сразу переключиться в режим редактирования, щелкнув ко кнопке с изображением курсора на панели инструментов, иначе при щелчках по экрану мнемосхемы появляются следующие текстовые поля. Перейдя в режим редактирования и выделяя их, лишние текстовые поля можно удалять клавишей Delete.
Для уменьшения размера текстового поля, в котором выводится текущее значение сигнала генератора, заменим в его свойствах текст "Значение сигнала генератора" на текст "Генер" (для подтверждения нажать клавишу Ввод (Enter)) (рис. 17).
Рисунок 17 – Значение сигнала генератора
Помещение на поле мнемосхемы ее названия и изменение надписи на текстовом поле, выводящем значение сигнала генератора для того, чтобы иметь возможность уменьшить его размеры. Кнопка "Режим редактирования" с изображением курсора позволяет перейти к изменению настроек элементов графического экрана.
Поместим на поле мнемосхемы левее текстового элемента "Генер" (см. рис. ниже) статический текстовый элемент с надписью "Значение сигнала генератора" для пояснения что за значение будет выводиться в текстовой области "Генер", динамически привязанного к значению сигнала генератора Пилы.
Задание 4. Кнопка ввода значения параметра и текстовая область для отображения его значения
Введем еще одну переменную Param_Value типа In/Out, относящуюся к шаблону экрана, значение которой будет вводить с клавиатуры с помощью кнопки на мнемосхеме диспетчер, и оно должно будет индицироваться в своей текстовой области, (рис. 18).
Рисунок 18 – Введение переменной Param_Value
Введение второй переменной (аргумента) Param_Value шаблона экрана (мнемосхемы). Тип In/Out означает, что значение это переменной как подается в мнемосхему (In), так и выдается из нее во вне (Out).
Вынесем на поле мнемосхемы элементы Кнопка и Текст. Элементу Кнопка дадим содержательное название "Ввод значения параметра" (после ввода не забыть нажать клавишу Ввод, как на рис. 19).
Рисунок 19 – Ввод значения параметра
Кнопка с названием "Ввод значения параметра", слева ее свойства, открытые на первой вкладке, и правее текстовое поле для вывода значения параметра, которое будет с помощью Кнопки вводить оператор (диспетчер).
Задание 5. Привязка Кнопки
Щелкнуть по кнопке дважды и перейти на вторую вкладку появившегося окна ее свойств, (рис.20).
Примечание. Привязку новой переменной можно было сделать и другим способом, путём создания канала вызова значения переменной в группе каналов Channel_Gener_To_Text узла RTM_1. Это можно бы было сделать вручную или автоматически построить канал, щелкнув по соответствующей кнопке в Свойствах Экран#1:1. Это будет проведено далее, в третьем задании.
Динамизация текста проводится в том же порядке, что и ранее. Вводимый текст нужно будет привязать к переменной, значение которой и будет выводиться в текстовом поле, (рис.21).
Рисунок 20 – Привязка кнопки
Задание свойств Кнопки: по нажатию она должна выводить диалоговое окно для ввода числового значения, которое затем должно быть отправлено с помощью переменной Param_Value по назначению, т.е. для индикации на мнемосхеме и может быть куда-то во внешние устройства, например, в качестве задающей величины для некоторой САР. При осуществлении привязки Редактор проекта Трейс Моде уточнил название переменной Param_Value, показав, что она относится к Экрану#1:1 с тем, чтобы она отличалась от названия переменной в шаблоне экрана.
В окне Свойств Графического элемента мнемосхемы выбрать Текст и дважды по нему щелкнуть. Справа от Вид индикации щелкнуть по полю с текстом "Нет динамизации". Появится выпадающий список, в котором выбрать "Значение" и для подтверждения выбора нажать клавишу Ввод.
В появившемся поле Привязка щелкнуть справа и в появившемся окне выбрать строку с переменной Экран_1_1_Param_Value, нажать клавишу Ввод (Enter).
Задание 6. Отладка промежуточного результата
Сохранить проект, Сохранить его для МРВ. Запустить МРВ (Профайлер), выделив узел RTM-1.
Запустить на исполнение проект в профайлере. Убедиться, что в верхнем текстовом поле значения как и ранее, растут линейно, а затем сбрасываются. А при щелчке по кнопке "Ввод значения параметра" появляется окно, в которое можно с клавиатуры ввести число, которое отображается в правом текстовом поле после нажатия кнопки "Готово" (рис.21).
Рисунок 21 – Введение значения параметра и отображение его на мнемосхеме в процессе работы Профайлера (МРВ)
Задание 7. Отображение текущего значения переменной на графике
Дополним экран еще и графиком - диаграммой, отображающей изменение во времени значения генератора Пилы.
Вынесем на поле мнемосхемы Графический элемент "Тренд" щелчком по кнопке в панели инструментов Редактора проекта. После растяжения по диагонали его окна следует не забыть сразу перейти в режим редактирования, щелкнув по кнопке с изображением стрелки курсора в панели инструментов (рис.22).
Рисунок 22 – Вынесение на проект мнемосхемы графического
индикатора Тренд
Вызвать окно Свойств Тренда двойным щелчком по нему (рис.23). Перейти на правую вкладку Свойств Тренда. Правой кнопкой щелкнуть по тексту Кривая, затем, по слову Кривая в появившейся рамке.
Рисунок 23 – Окно Свойств Тренда
Щелкнуть в появившемся поле Привязка, выделить в появившемся окне первую переменную, это значение сигнала генератора Пилы и щелкнуть Готово (рис.24).
Рисунок 24 – Привязка первого (кривой) осциллографа (тренда) к значению переменной Пила_1_value
Результат привязки – проделать вновь то же самое, привязав вторую кривую ко второй переменной (рис.25, рис.26).
Рисунок 25 – Результат привязки
Рисунок 26 – Обе переменные привязаны каждая к своей
кривой Тренда (осциллографа)
Задание 8. Отладка в режиме имитатора работы виртуальной части СКАДА системы
Проект создан, его следует сохранить щелчком по кнопке "Сохранить текущий проект".
Поскольку проект готов, его можно запустить в МРВ (мониторе реального времени). Для этого предварительно нужно щелкнуть по кнопке "Сохранить проект для МРВ".
Остается, как делалось и ранее, выделить в навигаторе проекта узел RTM -1, при этом кнопка панели инструментов "Запустить Профайлер" станет активной. Щелчком по ней запустить Профайлер.
В результате, появится окно готового к работе профайлера (отладочного Монитора реального времени), которое можно уменьшить двойным щелчком по синей полосе наверху и затем за угол растянуть так, чтобы были видны все элементы мнемосхемы.
Запустив Профайлер на выполнение можно наблюдать, если проект построен правильно, как надпись в текстовом поле сменится нулевым значением, которое будет примерно раз в секунду увеличиваться на единицу вплоть до 100 единиц, а затем быстро падать до нуля и вновь расти с течением времени. То же самое будет отображаться на графике. При вводе значений с использованием кнопки "Ввод значения параметра" эти значения тоже будут отображаться на графике (рис.27).
Рисунок 27 – Значение сигнала генератора пилы
Простой имитатор системы контроля значения удаленного источника, например, датчика, и управления удаленным приемником, например задвижкой, с отображением происходящего на мнемосхеме.Значение сигнала генератора пилы отображается как в текстовой области, так и на графике (тренде), кривая 1. Вводимые с помощью Кнопки "Ввод значения параметра" оператором числа отображаются как в своей текстовой области, так и на графике, кривая 2. Некоторый недостаток проекта в том, что на тренде в графе Источник показаны не совсем понятные названия источников Сделать снимок экрана работающего Профайлера и приложить его к отчету.
Остановить работу Профайлера и после этого закрыть его окно, иначе оно не закроется. Итак, для обеспечения правильности работы созданного проекта в МРВ нужно правильно установить связи между элементами проекта, произвести их привязку к переменным.
Задание 9. Знакомство с автоматическим построением каналов
1. Модифицировать проект используя инструмент автоматического построения каналов.
1.1 Удаление привязок переменных к источникам и приемникам значений Задача состоит в удалении сделанных ранее вручную привязок в Свойствах как шаблона экрана Экран#1, что сделает их формальными переменными, без привязки, так и в Свойствах канала вызова шаблона экрана (С) Экран#1:1, что позволит осуществить автоматическое построение каналов, которое, после их привязки, в результате не изменит работы проекта в Мониторе реального времени, но сделает структуру проекта более наглядной.
Заметим, что привязку параметров Графических элементов экрана (мнемосхемы) к переменным изменять, за ненадобностью, не будем.
Открыть Свойства шаблона экрана Экран#1 (правой кнопкой - в списке - Свойства). Уменьшить размер окна. Открыть Свойства канала вызова шаблона экрана (С) Экран#1:1 (правой кнопкой - в списке - Свойства). Уменьшить размер окна.
Двойным щелчком по полю Привязка переменной Пила_1_Value открывается окно диалога, где привязку нужно удалить на вкладке Аргументы (рис.28).
Рисунок 28 – Удаление привязок переменных к источникам и
приёмникам значений
Удаление привязки переменной Пила_1_Value в Свойствах (правой кнопкой Свойства) шаблона экрана и канала вызова этого шаблона. То же самое нужно сделать и с остальными тремя переменными (рис.29).
Отметим, что кнопка автоматического создания каналов с привязкой аргументов (переменных) в Свойствах канала (С) Экран#1:1 на вкладке Аргументы стала активной.
Рисунок 29 – Привязки удалены
Задание 10. Автопостроение каналов
В Свойствах канала вызова шаблона экрана (С) Экран#1:1 на вкладке Аргументы щелкнуть по кнопке "Создать аргументы с привязкой". В результате: кнопка станет неактивной, в группе каналов Channel_Gener_To_Text появятся (рис.30) новые каналы класса (F), т.е. передачи значений с плавающей запятой Пила_1_VALUE и Экран_1_1_Param_Value и к ним будут привязаны соответствующие переменные. В принципе названия переменных или каналов можно изменить, далее Трейс Моде учтет это изменение везде, где это требуется.
Автопостроение каналов вызова (передачи) значений переменных канала вызова шаблона экрана выполнено. Отображение этих каналов появляется в Навигаторе проекта, там же, где и канал (C) Экран#1:1, т.е. в группе каналов Channel_Gener_To_Text. Привязка переменных к каналам указана в поле Привязка таблицы на вкладке Аргументы. Отметим, что первая, верхняя переменная получает Реальное, т.е. текущее, значение сигнала генератора, а вторая переменная - Входное значение, то, которое будет подано, введено оператором с помощью диалогового окна, вызываемого Кнопкой.
Отметим, что эти каналы можно было бы построить и вручную, вызвав правой кнопкой Свойства группы каналов Channel_Gener_To_Text - Создать компонент - Канал FLOAT и заменив его название на Пила_1_VALUE и повторить то же самое для канала Экран_1_1_Param_Value (рис.31).
Рисунок 30 – Автопостроение каналов вызова
Рисунок 31 – Создание канала класса F (Float) в группе
каналов Channel_To_Text
А затем в поле Привязка Свойств канала (С) Экран#1:1 вызвать двойным щелчком окно диалога и в нем указать Реальное и Входное значения соответственно.
После Привязки переменной к каналу, запись на вкладке Аргументы в Свойств канала вызова (С) Экран#1:1 и отображение каналов в Навигаторе примет практически тот же самый вид, что и при автопостроении каналов (рис.32).
Рисунок 32 – Привязка перменной к каналу
Задание 11. Привязка источников и приемников сигналов
Теперь нужно генератор пилы привязать к каналу его переменной, для этого нужно в Навигаторе проекта перетащить генератор Пила#1 на канал (F) Пила_1_VALUE. В результате (рис.33).
Рисунок 33 – Привязка источников и приёмников сигналов
После перетаскивания у канала (F) Пила_1_VALUE появляется значок привязки (черная стрелка в квадратике), а у генератора Пила#1 появляется зеленый кружочек в квадратике, отображающей то, что генератор Пила#1 привязан (рис.34).
У созданных каналов имеется набор Свойств (правой кнопкой - Свойства), а также ряд настроек, которые вызываются двойным щелчком по названию канала в Навигаторе и появляются справа, на рабочем поле, как одна из вкладок, другой может быть, например, мнемосхема. Эти вкладки закрываются щелчком по красному крестику.
Рисунок 34 – Окна Свойств и настроек канала Пила_1_Value
Нижнее окно, состоящее из трех вкладок, вызывается щелчком правой кнопкой по названию канала и выбором Свойства. Отметим, что на первой вкладке, вкладке Информация, указана привязка этого канала к источнику сигнала - генератору Пилы. Правое окно, с названием и другими настройками канала вызывается двойным щелчком по его названию в Навигаторе проекта.
Задание 12. Модифицированный проект
В результате модификации проекта источники и приемники виртуальных сигналов связаны с помощью каналов. Канал (С) Экран#1:1 это канал вызова шаблона экрана Экран#1 и привязки переменных к его графическим элементам. Канал (F) Пила_1_Value получает значение переменной в форме с плавающей запятой от генератора Пила#1 и передает его в текстовое поле мнемосхемы "Генер", а также в тренд (верхняя кривая).
Канал (F) Экран_1_1_Param_Value принимает значение одноименной переменной из окна диалога, вызываемого кнопкой "Ввод значения параметра" и отсылает его в текстовую область , а также в тренд (нижняя кривая) (рис.35).
Рисунок 35 – Передача числовых значений источников приёмникам
с помощью каналов и переменных
Задание 13. Проверка работоспособности виртуальной системы контроля
Остается сохранить проект, сохранить его для МРВ, запустить Профайлер, и включить его на исполнение. Внешне результат будет точно таким же, как и ранее, во втором проекте. Но, в отличие от предыдущего варианта проекта, данный содержит специальные каналы вызова значений переменных, к которым и привязаны источники и приемники информации. Это нагляднее и во многих случаях удобнее.
Работа Профайлера (Монитора реального времени) не изменилась. Отличие лишь в том, что у кривых на графике подписаны не источники их значений, а названия соответствующих переменных, что удобнее для анализа хода технологического процесса. Отметим, что значения переменных, в графе, что правее их названий на Тренде изменяются со значительным запозданием (рис.38).
Канал Экран_1_1_Param_Value типа (In/Out - Ввод/Вывод) не потребовалось привязывать куда-то еще потому, что и источник значения переменной (кнопка), и приемники его (текстовая область и кривая диаграммы), все находятся на мнемосхеме, т.е. описаны и привязаны в Свойствах канала вызова Экран#1:1.
Задание 14. Поиграть с настройками
Графических элементов мнемосхемы: изменить цвет фона, а также заливку, стиль, шрифт и его размер, других элементов так, чтобы вид мнемосхемы стал более эстетичным, более удобочитаемым.
Рисунок 36 – Монитор реального времени
ВЫВОДЫ
Модифицировали проект, дополнив мнемосхему графическими элементами, включая кнопку ввода, текстовые поля и тренд для визуализации параметров. Настроили привязку переменных пилы и параметра к элементам интерфейса кнопки, редактора значений и текстового блока для ввода и отображения значений. Использовали автоматическое построение каналов передачи значений и выполнили связывание источника сигнала с приёмником через созданные каналы. Проверили работоспособность готовой системы контроля в Мониторе реального времени.
МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ
КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Московский технический университет связи и информатики»
(МТУСИ)
Кафедра «Интеллектуальные системы в управлении и автоматизации»
(ИСУиА)