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)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

По дисциплине

Интегрированные системы проектирования и управления

по теме

«Построение в Trace Mode простейшего имитатора диспетчерского пульта»

Выполнил: Студент 4-го курса Группы БАП2201 Мягков А.К.

Проверил: к.т.н., доцент Петухов В.М.

Москва 2026

29

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

30

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. Построить в Трейс Моде простейший имитатор системы

контроля 1. 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). Привязку переменной провести вручную напрямую, без построения канала. Использовать по возможности минимальное число компонентов.

Функционально-структурная схема Математическая модель Построение проекта в Трейс Моде. Запуск Трейс Моде, сохранение проекта Отображение компонентов проекта (виртуальных элементов системы управления) и введение и привязка переменных.

Узел RTM_1. Создание экрана. Определение (создание) переменной Text_Value. Создание мнемосхемы. Привязка значений переменной (аргумента) Text_Value к текстовому полю. Создание генератора пилы. Ручная прямая привязка значения переменной к генератору пилы.

Отладка в режиме имитатора работы виртуальной части СКАДА-систе- мы Подключение виртуальной части к реальным внешним устройствам и

31

проверка состоятельности проекта.

Построение любого проекта системы автоматики осуществляется в четыре этапа:

-функционально-структурная схема;

-математические модели элементов технологического процесса и алгоритма управления им;

-создание и отладка проекта в Трейс Моде;

-запуск Монитора реального времени (реализация проекта)

Функционально-структурную схему системы управления представим

вследующем виде (рис. 1).

Рисунок 1 – Выходной сигнал виртуального генератора

Выходной сигнал виртуального генератора привяжем к переменной (аргументу) Text_Value свойств канала вызова (C) Экран#1:1шаблона экрана (мнемосхемы), а к ней, к этой переменной, в свою очередь, динамически привяжем текст текстового поля мнемосхемы, т.е. текстовое поле должно будет вызывать и отображать значение этой переменной. В результате при запуске Профайлера (МРВ) значения сигнала генератора пилы будут отображаться в текстовом поле, изменяясь с течением времени по закону пилы: линейно рас-

32

ти, сбрасываться в ноль и опять расти и т.д. Приложить этот рисунок в отчет по лабораторной работе в качестве постановки задания 1.

Математическая модель объекта управления в данном случае не требуется ввиду простоты модели. Алгоритм работы схемы очевиден: передача текущего значения сигнала виртуального генератора в текстовое поле. Поскольку изменения сигнала генератора на мнемосхеме происходят не чаще цикла пересчета, то значения будут изменяться и представляться дискретно, по мере поступления их в мнемосхему, в текстовое поле.

Задание 2. Запуск Трейс Моде, сохранение проекта

Запуск в Трейс Моде:

-ярлык на рабочем столе (TRACE MODE IDE 6 (base)) или

-Пуск - Все программы - Trace Mode 6 (base) - Trace Mode 6 IDE 6 (ba-

se) или

-двойным щелчком по файлу tmdevenv.exe в папке C:\Program Files\AdAstra Research Group\Trace Mode IDE 6 Base, куда помещена программа при установке.

Совет. Открытое окно Редактора проекта Трейс Моде целесообразно уменьшить за угол до размеров примерно трех четвертей экрана и поместить слева вверху. Настоящую методичку лучше тоже уменьшить в размере и поместить в нижнем правом углу экрана компьютера. Кроме того, полезно открыть и ту папку, куда будет сохранен проект, и поместить ее в правом верхнем углу. В таком случае будет удобнее читать и выполнять действия.

Панель Навигатора проекта, если она скрыта, вызывается из меню Вид. В правой части панели инструментов Навигатора есть кнопка вызова дополнительных окон (копий) Навигатора, а правее нее - кнопка с красным крестиком для их последовательного закрытия.

Создать новый проект, щелчком по кнопке слева или Файл - Новый. Сохранить этот проект, в котором еще ничего нет, в личной папке, по

адресу: C:\Мои_документы\ВУЗ\Курс_4\АТПП\Тр_Мод_Лаб_Раб\Тр_Мод_Лр2\

33

с названием LabRab2_Gener_To_Text.prj.

Задание 3. Отображение компонентов проекта (виртуальных элементов системы управления) и введение и привязка переменных

Во-первых, следует отобразить в Навигаторе проекта компьютер АРМ (автоматизированное рабочее место диспетчера - оператора), т.е. главный компьютер настоящего проекта. Он отображается так называемым Узлом про-

екта RTM_1 (рис.2).

Рисунок 2 – Создание узла проекта RTM-1

Создание (правой, а затем левой кнопкой мыши) узла проекта RTM-1, в котором сразу отображается группа Каналы. Отображение группы как в дереве слева, так и на поле справа. Название группы каналов следует изменить, чтобы было понятнее, что это группа каналов и откуда, куда и что они пере-

34

дают: правой кнопкой на Каналы - Переименовать. Ввести название Channel_Gener_To_Text

Задание 4. Создание экрана, т.е. шаблона мнемосхемы.

Мнемосхема - рисунок на экране, с кнопками, графиками, индикаторами, значения которых могут изменяться. Диспетчер наблюдает за ходом технологического процесса и поведением системы управления по мнемосхеме и может с помощью мышки и клавиатуры вмешиваться при необходимости в процесс управления.

Выделить слева в Навигаторе канал Channel_Gener_To_Text. Щелкнуть по нему правой кнопкой, выбрать Создать компонент - Экран. В правом окне Навигатора появится обозначение канала вызова экрана, а в папке Шаблоны экранов - сам экран (рис.3).

Рисунок 3 – Создание канала вызова шаблона экрана

Создание канала вызова шаблона экрана (С) Экран#1:1 (после значка # - номер Экрана, после знака: - номер канала). Одновременно создается и сам

35

шаблон экрана с тем же именем Экран#1 в папке Шаблоны экрана Навигатора (см. нижнюю копию Навигатора, на рисунке справа).

Задание 5. Определение (создание) переменной Text_Value (это аргумент в терминах Справки Трейс Моде) для шаблона экрана Экран#1. Правой кнопкой щелкнуть по Названию Экран#1 в Шаблонах экранов, выбрать Свойства.

Внизу появится набор из двух вкладок. На вкладке Аргументы выполнить: Создать аргумент (щелкнуть по кнопке) и переименовать его, дважды с интервалом щелкнув по тексту ARG_000 в поле Имя (рис. 4).

Созданная переменная (аргумент) Text_Value принадлежит шаблону экрана, поэтому ее значение при необходимости может быть направлено в любой графический элемент экрана. Об этом говорит тип канала: In - означает, что значения этой переменной могут передаваться только элементам экрана, т.е., "внутрь" его. ("Наружу" - тип Out, "Туда-Сюда" In/Out).

Изменение названия переменной (аргумента) с ARG000 на Text_Value целесообразно потому, что оно будет напоминать, что посредством именно этой переменной значение генератора в конечном итоге будет направляться в текстовый графический элемент и отображаться им.

Не следует забывать, что переменная, введенная в Свойствах шаблона экрана и не привязанная к источнику (приемнику) значения, является формальной, т.е. при вызове шаблона экрана каналом Экран#1:1 формальная переменная будет заменяться фактической, имеющей конкретную привязку Сделать снимок собственного экрана с Навигатором и свойствами компонента проекта Экран#1, в которых на вкладке Аргументы уже введена переменная

(аргумент) Text_Value и приложить его к отчету.

36

Рисунок 4 – Созданная переменная (аргумент) Text_Value

Задание 6. Создание мнемосхемы, т.е. заполнение поля экрана графическими элементами. Часть из них может быть статическими, т.е. картинки и тексты, а часть - иметь динамическую привязку, т.е. изменяться с течением времени по мере изменения переменных, к которым привязаны какие-то параметры этих графических элементов, например, текст в текстовом поле или значение кривой на графике.

Собственно, в данном простейшем проекте на рабочее поле экрана будет вынесено только текстовое поле, текст в котором и будет привязан к переменной, получающей значения от генератора пилообразного сигнала.

Вызвать на рабочее поле шаблон экрана (двойным щелчком по (C) Экран#1:1), поместить на него текстовую область и в его Свойствах ввести исходный текст "Значение сигнала генератора" (см. ниже) (рис.5).

37

Рисунок 5 – Рабочее поле шаблона экрана

Задание 7. Привязка значений переменной (аргумента) Text_Value к текстовому полю текстового графического элемента (см. рис. ниже).

Двойным щелчком по текстовому графическому элементу вызвать его свойства. Щелкнуть дважды по полю Текст, справа заменить на "Значение сигнала генератора" (оно будет индицироваться только в исходном состоянии, до запуска работы имитатора в МРВ).

После щелчка по полю Текст выпадет пункт Вид индикации. В правой части щелкнуть по надписи "Нет динамизации", выбрать в выпавшем списке верхний пункт "Значение", нажать клавишу ВВод. Это значение и должно будет отображаться в текстовом поле во время работы МРВ.

После выбора "Значение", появится, выпадет поле Привязка. Щелкнуть по полю Привязка, в появившемся окне Привязка выделить переменную Text_Value и щелкнуть по кнопке Готово (рис. 6).

38

Рисунок 6 – Привязка переменной Text_Value к текстовому полю текстового ГЭ (графического элемента) экрана (мнемосхемы)

Окно Привязка в данном случае относится к свойствам шаблона Экран#1, но не Канала вызова экрана Экран#1:1. В процессе работы МРВ (Монитора реального времени или его Профайлера) в текстовом поле, которое для наглядности в исходном состоянии имеет надпись "Значение сигнала генератора" будет выводится значение переменной Text_Value.

Правильность привязки переменной в Редакторе проекта Трейс Моде можно проверить с помощью встроенного отладчика связей (рис.7):

39

Рисунок 7 – Запуск отладчика связей и ввод числа в поле Значение

Запустив отладчик связей и вводя числа в поле Значение (с последующим нажатием клавиши Ввод на клавиатуре) можно убедиться, что значение переменной Text_Value передается в текстовую область и отображается в ней. Значит, привязка выполнена правильно.

Задание 8. Создание генератора пилы - виртуального имитатора уда-

ленного источника сигнала, например датчика уровня воды в емкости, значение которого требуется отобразить в текстовом поле на мнемосхеме.

В Навигаторе проекта в поле Источник/Приемники щелкнуть правой кнопкой, выбрать Создать группу - Генераторы. Правой кнопкой на Генераторы - выбрать Пила (генератор пилообразного сигнала):

40

Рисунок 8 – Введение в проект компонента Пила

Введение в проект компонента Пила, т.е. виртуального источника сигнала, применяемого для отладки проектов, когда реальный источник заменяется его имитатором, например генератором пилы.

Задание 9. Ручная прямая привязка значения переменной к генератору пилы

Щелкнуть правой кнопкой по Каналу (C) Экран#1:1 и выбрать Свойства. На вкладке Аргументы в строке Text_Value щелкнуть дважды в пустом еще поле Привязка. В появившемся окне выбрать генератор Пила#1 и нажать кнопку Привязка.

41

Рисунок 9 – Прямая привязка переменной Text_Value к выходу генератора пилы

Прямая привязка переменной Text_Value к выходу генератора пилы осуществляется вручную. В результате переменная Text_Value будет привязана напрямую к выходу генератора пилы (рис. 10).

Рисунок 10 – Отображение привязки переменной Text_Value в окне свойств Экрана

Отображение привязки переменной Text_Value в окне свойств Экрана, она получает значение выходного сигнала генератора, а поскольку она относится к Экрану#1 и имеет тип In, то направляет значение в мнемосхему всем элементам, которые оттуда попросят ее значение, т.е имеют к ней привязку. В

42

данном конкретном случае эту переменную вызывает единственный графический элемент Экрана (мнемосхемы) в свое текстовое поле.

Закрыть окно свойств Экран#1:1. В навигаторе проекта тот факт, что генератор Пилы привязан, показывается зеленым кружком в квадратике левее его названия. Стрелочка в квадратике у канала (С) Экран#1:1 сообщает о наличии привязки и этого канала (рис.11).

Рисунок 11 – Отображение наличия привязки генератора Пила#1 в Навигаторе проекта

Сделать снимок собственного экрана с указанием привязки переменной к генератору Пилы и приложить его к отчету.

Проект создан, его следует сохранить щелчком по кнопке "Сохранить текущий проект, см. рис ниже. В папке, где он уже был сохранен ранее, сразу после начала проектирования, появится файл LabRab2_Gener_To_Text.prj, размером 21.3 КБ.

Совет. Полезно по ходу дела, особенно при создании куда более сложных проектов, сохранять через определенные промежутки проделанную работу в файлах с разными названиями, например, отличающимися номерами или временем (датой) создания. Тогда, при обнаружении ошибок в текущем проекте, можно будет вернуться к предыдущей версии и далее делать правильно.

Задание 10. Отладка в режиме имитатора работы виртуальной части СКАДА системы

Поскольку проект готов, его можно запустить в МРВ (мониторе реального времени). В данном случае использования бесплатной версии Трейс Моде этот монитор запускается как Профайлер (отладочный монитор), но он при отладке проекта работает точно так же, как и лицензионный. Итак, следует сохранить проект (кнопка "Сохранить текущий проект"). В папке, где он уже

43

был сохранен ранее, сразу после начала проектирования, обновится файл LabRab2_Gener_To_Text.prj, размером 21.3 КБ.

Затем щелкнуть по кнопке "Сохранить проект для МРВ" (рис.12). Сохранение самого проекта и сохранение его для МРВ, т.е. для обеспе-

чения запуска в Профайлере После сохранения проекта для МРВ в папке, где он сохраняется, появится папка.

Рисунок 12 – Сохранение самого проекта и сохранение его для МРВ

LabRab2_Gener_To_Text, в которой находится папка RTM_1 с файлами (рисунок 13).

44

Рисунок 13 – Папка RTM_1 с файлами

Содержимое папки проекта. Слева после сохранения проекта, справа - после сохранения проекта для МРВ. В папке LabRab2_Gener_To _Text находится папка RTM_1 с файлами , необходимыми для запуска Монитора реального времени (Профайлера).

Остается выделить в навигаторе проекта узел RTM-1, при этом кнопка панели инструментов 'Запустить Профайлер“ станет активной. Щелчком по ней запустить Профайлер (рис. 14).

45

Рисунок 14 – Узел RTM_1

При выделенном узле RTM_1 кнопка "Запустить профайлер" становится активной. В результате, появится окно готового к работе профайлера (отладочного Монитора реального времени) раскрытое на весь экран, которое можно уменьшить двойным щелчком по синему полю наверху и затем за угол растянуть так, чтобы были видны все элементы мнемосхемы (рис. 15).

Рисунок 15 – Запуск в работу и останов Профайлера

46

Запуск в работу и останов Профайлера, т.е. запуск в работу виртуальной части системы управления и контроля, осуществляется щелчком по соответствующей кнопке (Бегущий человечек).

Как видно, при запуске Профайлера он выводит на экран главное окно (мнемосхему), с помощью которой в режиме запущенного в работу Монитора реального времени диспетчер может контролировать ход технологического процесса и вмешиваться в управление им.

Запустив Профайлер на выполнение можно наблюдать, если проект построен правильно, как надпись в текстовом поле сменится нулевым значением, которое будет достаточно медленно, примерно раз в секунду увеличиваться на единицу вплоть до 100 единиц, а затем быстро падать до нуля и вновь расти, т.е. меняться от нуля до максимума, сбрасываться на ноль и вновь линейно расти с течением времени.

Сделать снимок экрана работающего Профайлера и приложить его к отчету. Остановить работу Профайлера и после этого закрыть его окно, иначе оно не закроется.

Итак, имитатор пусть примитивной, но все-таки системы контроля значения удаленного источника, например, датчика температуры, замененного в имитаторе генератором пилы, построен и он состоятелен, т.е. работает в соответствии с поставленной перед ним задачей: отображает текущее значение сигнала виртуального генератора в текстовом поле. Этот вывод и следует сделать по этой части работы.

47